转动扫描投影云纹技术及其在三维形貌重建中的应用

发布时间：2024-03-11 19:13

　　物体三维形貌重建技术在机器视觉、逆向工程、产品检测与质量监控、航空航天,生物医学、测绘及考古等领域有着广泛的应用,与之相应的三维形貌重建技术得到了迅速发展。各种重建技术通常都会受到其自身特点限制而存在一定的局限性,比如增大测量范围和保证测量的高分辨率是互相矛盾的。本文提出了转动扫描投影云纹技术以实现大面积物体的三维形貌实现高分辨率、高精度重建,解决了该技术涉及的几个关键问题。首先,提出了一种新的投影云纹系统模型及其标定方法。该模型对投影系统和接收系统光路中光轴的相互位置关系不设限制,一方面减少了在投影云纹方法在实际应用中限制,具有更大的灵活性,另一方面该模型是转动扫描投影云纹技术的基础。根据此模型推导建立了云纹相位与空间坐标之间的关系,提出了迭代算法计算坐标,并给提供针对此模型的系统标定方法。对接收系统的标定可以直接由张正友标定法得到;投影系统在标定时将其视为逆向的相机,通过投影横纵条纹获得的相位场建立投影仪像素和相机像素之间的一一对应关系,从而将投影系统的标定转化为普通的相机标定来实现。其次,提出了转动扫描投影云纹技术。为了在保证测量分辨率的情况下增大投影云纹方法的测量面积,在上述模...

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1光学三维形貌测试技术分类Fig.1-1Classificationofopticalthree-dimensionalshapetestingtechnology摄影测量法[15]（Photogrammetry）是一种基于多视几何的三维形貌测量方法，

3视觉（BinocularStereoVision）是最典型的一种立体视觉方法[14]，类似人通过两只眼睛观察事物识别远近获得立体感，双目视觉系统是由两个摄像机构成，根据两个不同角度拍摄的被测物体图像，结合事先标定好的相机间的相对位置关系和相机参数即可获得两相机公共视场内物体的三....

图1-2摄影测量示意图

4为可控，在感兴趣的关键区域可以集中地多贴一些标记点，不感兴趣的次要部分少贴标记点。但是这种方法的缺陷也很明显，影测量方法得到的始终是离散的标记点处的三维坐标数据，无法得到全场的三维形貌，对于其它没有标记点的区域只能通过插值获得，无法保证其精度。图1-2摄影测量示意图Fig.1-....

图1-3三维数字图像相关示意图

4为可控，在感兴趣的关键区域可以集中地多贴一些标记点，不感兴趣的次要部分少贴标记点。但是这种方法的缺陷也很明显，影测量方法得到的始终是离散的标记点处的三维坐标数据，无法得到全场的三维形貌，对于其它没有标记点的区域只能通过插值获得，无法保证其精度。图1-2摄影测量示意图Fig.1-....

图1-4激光三角法示意图[38]

6于微小尺度的高精度测量。1.2.3结构光方法结构光方法（StructuredLight）是一种主动测量方法，光不仅起到照明的作用，对光源进行调制和编码才是该方法的核心。用调制后的结构光照射物体，记录下物体表面的光信息，再通过一定的技术方法分析被物体调制的光信息从而获得物体的三维....

本文编号：3925991