基于圖像的三維重建在逆向工程中的應(yīng)用研究.pdf

1、目前，逆向工程領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的設(shè)備是基于光柵投影技術(shù)的三維掃描儀。此類設(shè)備具有測量精度高、系統(tǒng)穩(wěn)定性高等特點。但由于測量原理的限制，三維掃描儀測量范圍小，而且實際操作過于復(fù)雜?；趫D像的三維重建技術(shù)是通過對實物進(jìn)行圖像序列采集，分析與匹配圖像特征，進(jìn)而重構(gòu)待測對象三維模型的技術(shù)。該技術(shù)不僅具有操作簡單、適用性強(qiáng)、成本低廉等優(yōu)點，而且重建模型真實感較強(qiáng)，被廣泛應(yīng)用于3D影視制作、虛擬現(xiàn)實、3D游戲等領(lǐng)域。然而，限于上述應(yīng)用領(lǐng)域的精度要

2、求，基于圖像的三維重建技術(shù)無法直接運用于高精度要求的逆向領(lǐng)域當(dāng)中。因此，研究基于圖像的三維重建技術(shù)的精度提高方案，并將其運用在逆向工程中將具有極強(qiáng)的理論價值與實踐意義。
　　為了提高這種無損測量的建模精度，本文提出一種改進(jìn)的基于圖像序列的三維重建方法。首先使用高斯濾波、中值濾波和直方圖均衡化對圖像進(jìn)行預(yù)處理。然后通過PhotoScan平臺通過分析圖像特征點完成圖像序列的自標(biāo)定，并重構(gòu)待測對象的稀疏點云。為了減小圖像畸變的影響，使用

3、張正友算法標(biāo)定鏡頭畸變系數(shù)。隨后使用PMVS算法對稀疏點云進(jìn)行稠密化，并將產(chǎn)生的稠密點云做三角網(wǎng)格化處理得到三維模型。
　　通過分析動態(tài)和靜態(tài)對象的三維重建過程中所需圖像的要求，搭建了兩套基于相機(jī)陣列的圖像序列采集裝置?；趯θS重建方法的機(jī)理性分析，在上述裝置基礎(chǔ)上，對圖像預(yù)處理方法、鏡頭畸變、相機(jī)的攝影參數(shù)、相機(jī)陣列布局、待測對象紋理和結(jié)構(gòu)特征等參數(shù)對重建精度的影響進(jìn)行了實驗性研究。實驗結(jié)果表明，圖像預(yù)處理對建模精度的影響顯著