基于光场相机的结构光成像研究

发布时间：2022-01-19 11:22

　　三维形貌测量技术对于如今的科技生产生活越来越重要,结构光测量技术作为其中一种应用广泛的技术,无接触,精度高。然而由于其本身的三角测量系统原理,导致这种技术对于测量某些复杂形貌物体会出现自遮挡问题,影响最终结果的完整性。本文将一种新兴的图像采集设备—光场相机引入到结构光系统中,构建光场结构光系统,并且提出了整合光场多视角数据的融合算法来解决自遮挡问题,提高最终结果的完整性。更进一步地,本文设计了一种自适应的视角选择算法,来降低时间复杂度,最后对于本文工作的实验系统工作流程做了介绍。首先,为了融合光场多视角数据,本论文设计了一种基于滤波核的子孔径融合算法。该算法受到光场角度超分辨率工作的启发,将一个个子孔径视为“像素”,以中心子孔径为基础,其他子孔径通过设计的滤波核为对其进行优化。通过将该算法应用到实际模型中,对比中心子孔径成像的结果,提升了结果的完整性,验证了算法的有效性。然后,为了降低融合算法的时间复杂度,本文研究了一种基于贡献度准则子孔径选择算法。将子孔径贡献度定义为该子孔径对中心子孔径无效像素区域所提供的有效值量,通过实验分析确定了贡献度的计算方法,然后应用到实际的模型中,将选择出... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

三维形貌测量技术分类其中，隶属于非接触测量方法的光学测量由于其不会对待测物体造成影响，

图 1-2 典型的结构光系统内外研究现状究主要想通过利用光场相机来解决结构光技术存在的自遮挡问题，所以要介绍两个方面：结构光遮挡问题的研究现状以及光场相机应用于结构光研究现状。结构光遮挡问题的研究现状光系统由于其三角测量的结构特性，导致投影仪的覆盖范围和相机的覆不能重合，因此就会出现由于物体表面的凹凸不平而导致的自遮挡问题，a)所示的是结构光系统自遮挡问题的原理图，图中可以到看投影仪所产生光能够完全覆盖待测物体，然而由于结构光系统本身的三角测量关系，图域就无法被相机采集到，最后造成该区域的信息缺失，使得最终三维形不完整。就目前来说，主要有以下两种方法来解决这个问题：

图 1-3 自遮挡问题第一种方法是改变系统测量原理，不利用三角测量的原理，改为垂即相机与投影仪同光轴，这样，投影光所覆盖的范围都能被相机采集叫做调制度测量技术[22-26]。这种方法的系统原理图如图 1-4 所示，个分光器，虽然投影仪和相机在不同的角度，却能够达到同光轴的效三角测量不同，这种方法主要是计算调制度的变化而不是计算相位物体的三维信息。该方法需要通过不断地移到投影仪与被测物体的形变图像来获取调制度图，采取适当的技术选择每个点调制度最大验目的。其中文献[22]中采用傅里叶变换法和滤波方法来计算采集，误差大，不适用复杂物体；文献[23]中采用相移法来获取每个位置而每个位置至少需要三帧以上的相位图像，不适合实时测量；文献[论文中获取调制度的方法进行了不同程度的改进。这种方法普遍需测量步骤，而且在结构光技术分里面主要来测量纵深物体，并不具

【参考文献】：
博士论文
[1]基于计算机视觉的大尺度三维几何尺寸测量方法及应用[D]. 张益昕.南京大学 2011

硕士论文
[1]基于图像序列的三维重建技术研究[D]. 钱蕾.南京信息工程大学 2011



本文编号：3596763