基于圖像的三維建模算法與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目前,反求工程的數(shù)據(jù)采集大多采用傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量方法.雖然這種方法具有較高的精度,但它的固有缺點(diǎn)卻大大限制了其使用范圍.基于光學(xué)原理的非接觸式測(cè)量方法從根本上避免了接觸式測(cè)量方法的缺陷,同時(shí)隨著技術(shù)的發(fā)展其測(cè)量精度也在不斷提高.本文在計(jì)算機(jī)視覺(jué)中的立體視覺(jué)理論基礎(chǔ)上,提出了面向產(chǎn)品外觀反求設(shè)計(jì)的基于圖像的三維建模算法方案.論文首先從現(xiàn)有的三維建模方法入手,分析了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍,針對(duì)產(chǎn)品外觀反求設(shè)計(jì)的要求,選定了計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域

2、中基于圖像的三維建模方法；然后綜合分析比較了現(xiàn)有文獻(xiàn)介紹的幾種角點(diǎn)檢測(cè)算子,選擇了穩(wěn)定性較好的Harris算子；其次在分析現(xiàn)有的相機(jī)標(biāo)定算法的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,用Matlab編程實(shí)現(xiàn)了基于共面點(diǎn)的相機(jī)線性標(biāo)定方法,考慮了鏡頭的非線性畸變而又避免了非線性?xún)?yōu)化,同時(shí)標(biāo)定出了相機(jī)的全部?jī)?nèi)外參數(shù):再次利用雙目立體視覺(jué)成像原理,根據(jù)不同位置拍攝的兩幅或多幅照片中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的圖像坐標(biāo),計(jì)算它們?cè)诳臻g中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的三維坐標(biāo),實(shí)現(xiàn)了由多幅圖像來(lái)恢復(fù)物體的深度信

3、息；最后,利用這些坐標(biāo)在Rhino中實(shí)現(xiàn)了由離散的稀疏點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立三維實(shí)體模型. 本文的三維建模方法對(duì)拍攝物體的大小尺寸、位置沒(méi)有要求,同時(shí)整個(gè)過(guò)程只需要一臺(tái)數(shù)碼相機(jī),極大地降低了傳統(tǒng)建模系統(tǒng)中對(duì)設(shè)備的要求.同時(shí)由Rhino生成的模型可以直接以STL文件格式輸出到快速成型機(jī)進(jìn)行RP制造,實(shí)現(xiàn)了基于圖像的三維建模與RP制造的無(wú)縫結(jié)合.本文所研究的基于圖像的三維建模理論及其算法,將計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的研究成果引入反求工程領(lǐng)域,豐富了反求