基于无标记点的大物体三维测量拼接的研究
发布时间：2022-02-19 20:58
结构光三维测量技术以其卓越的优点,广泛应用于工业快速测量、逆向工程等工业生产制造领域。随着现代制造业对于诸如飞机和发动机叶片、汽车和船舶等大型物体需求量的极速增加,大物体形貌的三维测量逐渐成为工业制造的重要难题和发展趋势。测量面积的增加、测量表面的复杂性以及测量精度要求的提高使得传统三维测量方法难以满足现代工业制造的测量要求。因此,结构光大物体三维拼接测量方法对于获取完整的三维形貌信息有着举足轻重的意义。在实际测量过程中,利用结构光三维测量技术获取的三维点云数据量巨大且伴随有噪声,同时由于被测物体体型庞大,单次测量无法满足完整三维形貌测量的要求,因此要从不同角度对其进行测量。对此本文首先对获取的无序点云数据建立拓扑结构,然后进行去噪处理以及精简操作,最后对多角度三维测量数据进行拼接。本文的主要研究内容分为以下几点:（1）搭建相交轴测量系统,对相机以及系统几何参数进行标定等。然后对参考平面上的周期展宽效应进行校正,同时采用基于条纹周期校正的时间相位展开法求解复杂物体表面的相位信息。（2）针对复杂大物体三维测量所获得的三维点云数据量巨大且伴随有噪声的问题,对无序点云数据建立拓扑结构,然后对...
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 结构光三维测量技术
1.2.1 结构光三维测量的应用
1.2.2 三维测量拼接技术
1.3 国内外研究现状
1.3.1 点云预处理研究现状
1.3.2 三维测量拼接技术的研究现状
1.3.3 大物体三维测量的研究现状
1.4 本文主要研究内容与章节安排
第2章 结构光大物体测量系统与系统标定的研究
2.1 结构光三维测量系统
2.2 物体表面的相位-高度映射关系
2.3 结构光三维测量的系统标定
2.3.1 系统结构标定
2.3.2 CCD摄像机标定
2.4 相位解包裹
2.4.1 相移法及其相位解包裹
2.4.2 基于周期校正的时间相位展开法
2.5 本章小结
第3章 三维点云数据的预处理
3.1 建立点云拓扑结构
3.1.1 八叉树方法
3.1.2 三维栅格法
3.1.3 kd-tree法
3.2 点云去燥
3.3 自适应栅格法精简点云
3.3.1 自适应栅格法精简点云算法原理
3.3.2 实验验证与结果分析
3.4 本章小结
第4章 基于无标记点的大物体三维拼接的研究
4.1 检测特征关键点
4.1.1 PFH特征描述算子
4.1.2 FPFH特征描述算子
4.1.3 查找对应的几何特征点对
4.2 柱坐标系的三维拼接基本原理
4.2.1 旋转轴的确定
4.2.2 三维坐标变换原理
4.3 三维拼接全局优化
4.3.1 三维拼接误差分析
4.3.2 三维拼接误差优化
4.4 基于无标记点的三维拼接方法
4.5 本章小结
第5章 基于旋转台的较大石膏像三维拼接测量
5.1 实验前期准备
5.1.1 CCD摄像机标定
5.1.2 系统几何参数标定
5.2 单幅面三维点云数据的获取与预处理
5.3 较大石膏像三维拼接实验
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
在校期间的研究成果情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于匹配策略融合的低误差快速图像拼接算法[J]. 杨明东,石英,华逸伦,朱剑怀. 计算机应用研究. 2019(04)
[2]基于改进IGG模型的全景图像拼接缝消除算法[J]. 瞿中,李秀丽. 计算机科学. 2017(12)
[3]自适应K-means聚类的散乱点云精简[J]. 陈龙,蔡勇,张建生. 中国图象图形学报. 2017(08)
[4]一种散乱点云的均匀精简算法[J]. 李仁忠,杨曼,刘阳阳,张缓缓. 光学学报. 2017(07)
[5]结合MSER与HSOG的目标局部特征提取[J]. 郭汉洲,郭立红,吕游. 液晶与显示. 2016(11)
[6]基于ICP算法的双目标定改进方法研究[J]. 郭清达,全燕鸣,于广平,武彦林. 光学学报. 2016(12)
[7]基于区域分块与尺度不变特征变换的图像拼接算法[J]. 李玉峰,李广泽,谷绍湖,龙科慧. 光学精密工程. 2016(05)
[8]应用改进ICP算法的点云配准[J]. 杨小青,杨秋翔,杨剑,郑晓璐. 计算机工程与设计. 2015(09)
[9]基于KDTree改进的ICP算法在点云配准中的应用研究[J]. 郭俊辉. 微型机与应用. 2015(14)
[10]一种改进的SIFT图像立体匹配算法[J]. 李丹,孙海涛,王海莉. 西南交通大学学报. 2015(03)
硕士论文
[1]三维重建中的点云精简研究[D]. 姚亚盼.中北大学 2015
[2]三维点云数据的精简与平滑处理算法[D]. 张梦泽.中国海洋大学 2014
本文编号：3633608
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 结构光三维测量技术
1.2.1 结构光三维测量的应用
1.2.2 三维测量拼接技术
1.3 国内外研究现状
1.3.1 点云预处理研究现状
1.3.2 三维测量拼接技术的研究现状
1.3.3 大物体三维测量的研究现状
1.4 本文主要研究内容与章节安排
第2章 结构光大物体测量系统与系统标定的研究
2.1 结构光三维测量系统
2.2 物体表面的相位-高度映射关系
2.3 结构光三维测量的系统标定
2.3.1 系统结构标定
2.3.2 CCD摄像机标定
2.4 相位解包裹
2.4.1 相移法及其相位解包裹
2.4.2 基于周期校正的时间相位展开法
2.5 本章小结
第3章 三维点云数据的预处理
3.1 建立点云拓扑结构
3.1.1 八叉树方法
3.1.2 三维栅格法
3.1.3 kd-tree法
3.2 点云去燥
3.3 自适应栅格法精简点云
3.3.1 自适应栅格法精简点云算法原理
3.3.2 实验验证与结果分析
3.4 本章小结
第4章 基于无标记点的大物体三维拼接的研究
4.1 检测特征关键点
4.1.1 PFH特征描述算子
4.1.2 FPFH特征描述算子
4.1.3 查找对应的几何特征点对
4.2 柱坐标系的三维拼接基本原理
4.2.1 旋转轴的确定
4.2.2 三维坐标变换原理
4.3 三维拼接全局优化
4.3.1 三维拼接误差分析
4.3.2 三维拼接误差优化
4.4 基于无标记点的三维拼接方法
4.5 本章小结
第5章 基于旋转台的较大石膏像三维拼接测量
5.1 实验前期准备
5.1.1 CCD摄像机标定
5.1.2 系统几何参数标定
5.2 单幅面三维点云数据的获取与预处理
5.3 较大石膏像三维拼接实验
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
在校期间的研究成果情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于匹配策略融合的低误差快速图像拼接算法[J]. 杨明东,石英,华逸伦,朱剑怀. 计算机应用研究. 2019(04)
[2]基于改进IGG模型的全景图像拼接缝消除算法[J]. 瞿中,李秀丽. 计算机科学. 2017(12)
[3]自适应K-means聚类的散乱点云精简[J]. 陈龙,蔡勇,张建生. 中国图象图形学报. 2017(08)
[4]一种散乱点云的均匀精简算法[J]. 李仁忠,杨曼,刘阳阳,张缓缓. 光学学报. 2017(07)
[5]结合MSER与HSOG的目标局部特征提取[J]. 郭汉洲,郭立红,吕游. 液晶与显示. 2016(11)
[6]基于ICP算法的双目标定改进方法研究[J]. 郭清达,全燕鸣,于广平,武彦林. 光学学报. 2016(12)
[7]基于区域分块与尺度不变特征变换的图像拼接算法[J]. 李玉峰,李广泽,谷绍湖,龙科慧. 光学精密工程. 2016(05)
[8]应用改进ICP算法的点云配准[J]. 杨小青,杨秋翔,杨剑,郑晓璐. 计算机工程与设计. 2015(09)
[9]基于KDTree改进的ICP算法在点云配准中的应用研究[J]. 郭俊辉. 微型机与应用. 2015(14)
[10]一种改进的SIFT图像立体匹配算法[J]. 李丹,孙海涛,王海莉. 西南交通大学学报. 2015(03)
硕士论文
[1]三维重建中的点云精简研究[D]. 姚亚盼.中北大学 2015
[2]三维点云数据的精简与平滑处理算法[D]. 张梦泽.中国海洋大学 2014
本文编号：3633608
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