基于編碼結(jié)構(gòu)光的三維重建系統(tǒng)研究.pdf

1、三維重建技術(shù)是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的一個熱門研究方向,它在文物恢復(fù)、計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)療、儀器制造、動漫游戲制作等許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。在三維重建技術(shù)中,基于編碼結(jié)構(gòu)光的三維重建技術(shù),以其非接觸、成本低、精度較高、易于實(shí)現(xiàn)、實(shí)時性強(qiáng)等特點(diǎn),近年來在三維重建領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
　　本文對基于編碼結(jié)構(gòu)光的三維重建系統(tǒng)進(jìn)行了研究。該系統(tǒng)采用投影儀投射彩色條紋編碼結(jié)構(gòu)光到目標(biāo)物體表面,攝像機(jī)同步攝取經(jīng)物體調(diào)制的變形條紋圖像,利用計(jì)算機(jī)對攝取

2、的圖像進(jìn)行一系列處理,通過投影條紋和變形條紋之間的匹配關(guān)系,完成解碼過程,結(jié)合標(biāo)定好的系統(tǒng)參數(shù),根據(jù)三角測距原理,獲取物體的三維信息,從而實(shí)現(xiàn)物體的三維重建。
　　本文對三維重建系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)光編碼方案進(jìn)行了分析和對比,研究使用一種基于De Bruijn序列的彩色條紋結(jié)構(gòu)光編碼方案,該編碼方案在保證重建精度的前提下使編碼魯棒性得到增強(qiáng),使用單幅圖像就可實(shí)現(xiàn)三維重建,有效縮短了重建時間,具有很好地實(shí)時性。針對解碼過程中的條紋匹配問題

3、,研究了一種基于多通道動態(tài)規(guī)劃的條紋匹配算法,該算法通過遞歸的方式求取全局的一個最優(yōu)匹配。實(shí)驗(yàn)證明該方法能有效解決條紋丟失問題,減少了條紋錯誤匹配情況的發(fā)生,解碼匹配正確率高。
　　系統(tǒng)標(biāo)定技術(shù)是實(shí)現(xiàn)三維重建系統(tǒng)的核心技術(shù),本文給出了求解攝像機(jī)和投影儀內(nèi)外部參數(shù)的公式推導(dǎo),通過系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)得到了攝像機(jī)和投影儀的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù),完成了系統(tǒng)標(biāo)定。最后通過實(shí)驗(yàn)對目標(biāo)物體進(jìn)行了三維重建,得到比較精確的物體的三維空間點(diǎn)云,驗(yàn)證了該三維重