復(fù)雜形體的三維視覺測量.pdf

1、結(jié)構(gòu)光視覺測量系統(tǒng)采用一個投影儀代替雙目視覺系統(tǒng)中的一臺攝像機(jī)，主動投射光模式，光模式經(jīng)過場景調(diào)制后，由攝像機(jī)捕獲場景調(diào)制圖，對捕獲的模式圖像進(jìn)行解碼，與投射模式特征量匹配，找出各個對應(yīng)點(diǎn)，利用三角原理，完成三維重構(gòu)。
　　結(jié)構(gòu)光視覺測量系統(tǒng)能有效解決雙目立體視覺測量匹配難的問題。采用的是主動投射的方式，投影儀投射模式特征已知，只要對捕獲圖像進(jìn)行解碼即可得到兩幅具有對應(yīng)關(guān)系的模式圖像，利用編碼的特征量可準(zhǔn)確找出對應(yīng)匹配點(diǎn)。

2、　　結(jié)構(gòu)光視覺測量被認(rèn)為是最可靠的三維測量技術(shù)之一，本文研究采用基于正弦光柵的時間編碼方法，利用正弦光柵絕對相位作為特征量，編解碼該特征量，由于正弦光柵絕對相位具有唯一性，以該唯一性作為匹配的依據(jù)，尋找對應(yīng)點(diǎn)。采用三步相移光柵法投射物體，投射光柵分為水平和豎直兩個方向，捕獲場景調(diào)制后的圖像，求出包裹相位圖，對包裹相位圖進(jìn)行解纏，得到絕對相位圖，由絕對相位圖的相位特征尋找對應(yīng)點(diǎn)。
　　由于復(fù)雜形體表面深度信息更繁雜多變，相位解纏錯誤

3、或誤差更易出現(xiàn)，解纏難度大。而相位解纏的精度和速度直接關(guān)系到最后測量的精度和速度，所以本文著重研究了相位解纏的算法。主要研究內(nèi)容包括：
　　首先，概述了三維視覺測量的常用方法與原理，進(jìn)而引申到相位測量中的相位解纏，對現(xiàn)有相位解纏算法進(jìn)行分類歸納?？偨Y(jié)出這些算法各自的優(yōu)缺點(diǎn)，分析其理論依據(jù)與實(shí)踐中算法魯棒性和速度，為新算法的提出奠定基礎(chǔ)。
　　其次，研究了質(zhì)量圖引導(dǎo)解纏算法的優(yōu)化。質(zhì)量圖引導(dǎo)法是比較通用的高精度解纏算法，但其處

4、理較大圖像十分費(fèi)時。采用優(yōu)先級隊(duì)列、索引鏈表等處理解纏次序，可有效降低算法的時間復(fù)雜度，減少處理時間。
　　再次，設(shè)計(jì)兩種新的相位解纏算法。一種是螺旋形由點(diǎn)到面解纏法；一種基于構(gòu)造邊解纏法，由相鄰兩像素質(zhì)量值構(gòu)造水平與豎直權(quán)值邊，根據(jù)邊權(quán)值的大小引導(dǎo)相位解纏。解纏過程以兩像素點(diǎn)所構(gòu)成邊為單位，逐次解纏所有像素點(diǎn)，有效解決了由于區(qū)域不連續(xù)、測量遮擋或環(huán)境噪聲對解纏精度的影響。
　　最后，利用絕對相位唯一性，確定點(diǎn)在投射模式中的