大尺寸復(fù)雜曲面多視角拼接技術(shù)研究.pdf

1、多視角三維數(shù)據(jù)拼接是獲得完整三維形貌測量數(shù)據(jù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),在當(dāng)前的實(shí)際工程中具有非常廣泛的應(yīng)用價(jià)值。本文基于實(shí)驗(yàn)室已組建的結(jié)構(gòu)光雙目立體視覺掃描系統(tǒng),研究了基于無編碼控制點(diǎn)的多視角三維數(shù)據(jù)全局拼接方法及其關(guān)鍵技術(shù)。
　　在圖像中快速并準(zhǔn)確地定位標(biāo)志點(diǎn)中心是實(shí)現(xiàn)多視角全局拼接的前提。文章分析了當(dāng)前工程中常用的標(biāo)志點(diǎn),選擇合適的標(biāo)志點(diǎn),對包含標(biāo)志點(diǎn)的圖像進(jìn)行平滑去噪、自適應(yīng)閾值圖像分割、標(biāo)志點(diǎn)內(nèi)特征輪廓邊緣識別與提取,對標(biāo)志點(diǎn)內(nèi)特征輪廓

2、進(jìn)行最小二乘橢圓擬合及迭代擬合,最終定位標(biāo)志點(diǎn)中心。在平滑去噪環(huán)節(jié),比較常用的三種濾波,最終選擇模板為3×3的高斯濾波;在標(biāo)志點(diǎn)內(nèi)特征輪廓邊緣識別中,提出了閉合準(zhǔn)則、長度準(zhǔn)則、形狀準(zhǔn)則以及灰度準(zhǔn)則用于剔除非標(biāo)志點(diǎn)的特征輪廓邊緣,并通過實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證。
　　在全局拼接中,左右圖像控制點(diǎn)匹配方面,提出了行對齊準(zhǔn)則的粗匹配、編碼結(jié)構(gòu)光精匹配以及對漏匹配點(diǎn)的補(bǔ)充匹配,實(shí)現(xiàn)左右圖像中控制點(diǎn)的一一匹配。在求取各視角與全局坐標(biāo)系下的同名控制點(diǎn)對時(shí)

3、,基于控制點(diǎn)的歐氏空間特征不變性提出了距離準(zhǔn)則、夾角準(zhǔn)則以及輔助邊準(zhǔn)則,實(shí)現(xiàn)各視角與全局坐標(biāo)系下的同名控制點(diǎn)對的一一匹配。通過匹配好的同名控制點(diǎn)對,運(yùn)用 SVD算法求解各視角至全局坐標(biāo)系的最優(yōu)轉(zhuǎn)換矩陣,從而實(shí)現(xiàn)多視角三維數(shù)據(jù)的全局拼接。
　　最后,以鞋楦和汽車汽油箱防撞板為實(shí)驗(yàn)對象,對其進(jìn)行多視角結(jié)構(gòu)光雙目立體視覺掃描,并采用本文提出的多視角全局拼接方法,實(shí)現(xiàn)多視角全局拼接,并將最終的拼接結(jié)果與手持式掃描儀的掃描結(jié)果進(jìn)行對比,標(biāo)準(zhǔn)