三光帶激光三維人體面部掃描系統(tǒng)的研制.pdf

1、本文在全面了解三維人體面部掃描技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，基于激光三角法原理，根據(jù)分辨率高掃描時間短的要求，提出了三光帶激光人體面部掃描方案，設(shè)計了系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)，對關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，并成功研制出系統(tǒng)樣機，進行掃描實驗得到了預(yù)期的實驗結(jié)果，驗證了所設(shè)計系統(tǒng)的正確性。主要工作包括以下幾個方面：
　　 1.根據(jù)實際使用要求，提出了三光帶激光人體面部掃描方案，用三個相同的線激光器產(chǎn)生三條平行且高度方向等間距的光帶，掃描時每條光帶只

2、需移動整個掃描范圍的1/3，滿足了縮短系統(tǒng)掃描時間的要求。
　　 2.設(shè)計了掃描系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，包括傳感器、運動系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)和計算機處理系統(tǒng)，編寫了控制程序?qū)崿F(xiàn)了圖像采集系統(tǒng)和運動系統(tǒng)的同步運行，系統(tǒng)的技術(shù)指標達到：掃描范圍為220mm×250mm×100mm(寬度×高度×深度)，典型分辨率為0.4mm×0.4mm×0.5mm(寬度×高度×深度)，掃描時間為7s。
　　 3.建立攝像機理想線性模型和畸變模型得到三維

3、世界坐標和計算機圖像坐標的映射關(guān)系。將張正友標定算法和攝像機透視變換矩陣標定法相結(jié)合對傳感器進行標定得到了系統(tǒng)的內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)。
　　 4.進行系統(tǒng)調(diào)試和實際掃描實驗，得到人臉模型的三維點云，通過對點云進行二次采樣使攝像機對三條光帶的分辨率達到一致，對原始點云和二次采樣點云進行重建得到網(wǎng)格模型。對標準量塊進行掃描實驗得到系統(tǒng)的相對測量誤差小于0.25％。
　　 5.將雙目立體視覺原理與主動式激光掃描相結(jié)合，提出攝像機固定