基于Scheimpflug条件的三维成像系统研究

发布时间：2023-06-03 12:14

　　随着科学技术的发展和工业生产水平的进步,从二维图像获取物体三维形貌的视觉测量技术在越来越多的领域发挥重要作用,同时,由于测量物体形态、大小、粗糙情况及纹理特征的多样性,对于测量精度的要求也在逐步提升。传统的3D成像方法如激光线结构光或条纹投影的面结构光测量系统的测量范围受镜头的景深限制,在Z方向的测量范围比较小,在需要高精度测量的情况下会出现无法清晰成像等问题,影响测量精度,难以满足复杂工件的高精度测量需求。尤其是随着微电子制造技术的快速发展,各种微型元件,如半导体器件、光电子元件和MEMS等,在工业上得到大量的生产,并被广泛应用到各种高端电子产品和精密仪器行业。这要求在高放大倍率甚至显微光路下对被测物体进行高精度的3D测量。而镜头的景深与它的光学放大倍率的平方成反比例关系。因此,成像放大率越大,景深越小,特别是在高放大倍率下的景深会变得很小,被测物体不平行于成像平面的部分将产生虚焦现象,从而影响测量精度。Scheimpflug条件下的移轴镜头由于其特殊的成像特性,当成像平面、镜头平面、物体平面相交于一线时,整个物体平面可以清晰成像,能够在一定范围内扩大景深,已在摄影、医疗等领域有着广...

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 光学三维测量技术发展现状
    1.3 景深扩展3D成像技术
    1.4 课题的主要研究内容
第2章 Scheimpflug条件下的成像原理及标定方法
    2.1 移轴相机成像
    2.2 Scheimpflug条件下的相机标定
        2.2.1 畸变补偿模型
        2.2.2 点线向量模型
        2.2.3 瞳孔中心成像模型
    2.3 移轴相机标定方法比较
    2.4 本章小结
第3章 消除透视畸变的移轴相机标定方法
    3.1 镜头畸变模型
    3.2 常见透视畸变处理
    3.3 目标函数优化透视畸变
        3.3.1 预处理
        3.3.2 标定初始化
        3.3.3 透视畸变优化
    3.4 消除透视畸变的相机标定结果
    3.5 本章小结
第4章 基于Scheimpflug的三维成像
    4.1 移轴成像系统方案
    4.2 系统标定方法
    4.3 相位辅助双目重建原理
    4.4 实验结果
        4.4.1 系统标定结果
        4.4.2 三维重建结果
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3829318