基于圖像的三維建模算法與實驗研究.pdf

1、目前,反求工程的數(shù)據(jù)采集大多采用傳統(tǒng)的接觸式測量方法.雖然這種方法具有較高的精度,但它的固有缺點卻大大限制了其使用范圍.基于光學原理的非接觸式測量方法從根本上避免了接觸式測量方法的缺陷,同時隨著技術(shù)的發(fā)展其測量精度也在不斷提高.本文在計算機視覺中的立體視覺理論基礎(chǔ)上,提出了面向產(chǎn)品外觀反求設(shè)計的基于圖像的三維建模算法方案.論文首先從現(xiàn)有的三維建模方法入手,分析了各種方法的優(yōu)缺點及適用范圍,針對產(chǎn)品外觀反求設(shè)計的要求,選定了計算機視覺領(lǐng)域

2、中基于圖像的三維建模方法；然后綜合分析比較了現(xiàn)有文獻介紹的幾種角點檢測算子,選擇了穩(wěn)定性較好的Harris算子；其次在分析現(xiàn)有的相機標定算法的優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上,用Matlab編程實現(xiàn)了基于共面點的相機線性標定方法,考慮了鏡頭的非線性畸變而又避免了非線性優(yōu)化,同時標定出了相機的全部內(nèi)外參數(shù):再次利用雙目立體視覺成像原理,根據(jù)不同位置拍攝的兩幅或多幅照片中的對應(yīng)點的圖像坐標,計算它們在空間中對應(yīng)點的三維坐標,實現(xiàn)了由多幅圖像來恢復(fù)物體的深度信

3、息；最后,利用這些坐標在Rhino中實現(xiàn)了由離散的稀疏點云數(shù)據(jù)建立三維實體模型. 本文的三維建模方法對拍攝物體的大小尺寸、位置沒有要求,同時整個過程只需要一臺數(shù)碼相機,極大地降低了傳統(tǒng)建模系統(tǒng)中對設(shè)備的要求.同時由Rhino生成的模型可以直接以STL文件格式輸出到快速成型機進行RP制造,實現(xiàn)了基于圖像的三維建模與RP制造的無縫結(jié)合.本文所研究的基于圖像的三維建模理論及其算法,將計算機視覺領(lǐng)域的研究成果引入反求工程領(lǐng)域,豐富了反求