基于機(jī)器視覺的虛擬雕刻刀具跟蹤及掃掠體建模研究.pdf

1、隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬雕刻技術(shù)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，在藝術(shù)設(shè)計、工業(yè)設(shè)計、數(shù)控加工仿真等各種領(lǐng)域都發(fā)揮著非常重要的作用?；跈C(jī)器視覺的虛擬雕刻技術(shù)由于簡便、精確、通用性強(qiáng)等特點必然有著廣泛的發(fā)展空間。本文主要研究虛擬雕刻系統(tǒng)的攝像機(jī)標(biāo)定、目標(biāo)識別、目標(biāo)跟蹤、目標(biāo)三維重建、刀具掃掠體建模等5個方面，并利用面向?qū)ο蟮目梢暬_發(fā)工具VC++6.0再結(jié)合軟件開發(fā)包OpenCV和OpenGL進(jìn)行虛擬雕刻系統(tǒng)的開發(fā)實現(xiàn)。主要研究內(nèi)容

2、如下：
　　在攝像機(jī)標(biāo)定方面，首先根據(jù)雙目立體視覺系統(tǒng)的成像原理搭建了雙目立體視覺系統(tǒng)的試驗平臺，然后分析了攝像機(jī)的標(biāo)定原理和常用的攝像機(jī)標(biāo)定方法，最后選取了基于2D平面靶標(biāo)的攝像機(jī)標(biāo)定方法完成了兩臺攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)的標(biāo)定。
　　在目標(biāo)識別方面，研究了常用的目標(biāo)識別方法，最終使用幀間差分與背景差分相結(jié)合的方法實現(xiàn)目標(biāo)物體的識別。
　　在目標(biāo)跟蹤方面，研究了目標(biāo)物體跟蹤的常用方法，提出了一種基于Kalman濾波的混合跟蹤算

3、法。首先利用Kalman濾波方法進(jìn)行目標(biāo)點預(yù)測，然后動態(tài)確定搜索區(qū)域，最后在搜索區(qū)域中對目標(biāo)點進(jìn)行精確定位。
　　在目標(biāo)三維重建方面，利用雙目立體視覺中的極線幾何約束，在對應(yīng)點匹配時將搜索范圍從二維平面縮小到一維直線；然后在此基礎(chǔ)上，再使用SSDA算法實現(xiàn)目標(biāo)點的匹配，最后利用最小二乘法獲得目標(biāo)點的近似解。
　　在刀具掃掠體建模研究方面，詳細(xì)地探討了刀具掃掠體的完整建模過程，即首先對雕刻刀具進(jìn)行抽象簡化，然后對掃掠路徑進(jìn)行擬