基于時空編碼光的實時三維信息獲取的研究.pdf

1、真實物體的三維形狀測量與重建技術是計算機圖像處理技術的一個分支，是計算機視覺和計算機圖像圖形處理相結合的一個研究方向。它在考古文物建模、城市模型數(shù)字化、影視娛樂中動畫模型建立，逆向工程設計精確模具和工業(yè)自動化等領域都有著廣泛的應用前景。如何快速而準確地獲取被測物體表面的三維物體形狀信息，并根據(jù)這些信息對被測物體形狀進行三維重構和實時顯示，仍然是一項重要而有難度的研究課題。 本文研究了一種“基于時空編碼結構光場的完整三維模型實時獲

2、取系統(tǒng)”，以一臺投影設備投射時空編碼結構光，手持被測物體在光場中做自由多角度旋轉，CCD攝像機同步獲取被測物體編碼信息，經圖像處理計算出三維信息并實時顯示。該系統(tǒng)可以對運動物體掃描，實時反饋環(huán)節(jié)能夠有效地保證重構的完整性，并具有較高的重建精度與效率。 本文概述了三維信息技術的發(fā)展，重點歸納了主動式編碼結構光三維信息獲取的各種技術方法，闡明了本文工作的研究意義，規(guī)劃了方法實現(xiàn)過程，中心研究內容包括：結構光系統(tǒng)三維幾何模型的建立、編

3、碼結構光設計、系統(tǒng)標定以及多視角深度圖像的配準。論文建立無約束光平面幾何模型，通過增加光平面的參數(shù)，解除了傳統(tǒng)三角測距模型中投影儀和攝像機必須平行擺放的位置限制；獨創(chuàng)了三次位移交比不變光平面標定方法，并分析了光平面法向量標定不確定度的成因；總結了編碼光設計要素，提出二進制時空編碼結構光的設計原則，并設計出高效高采樣率適合測量運動物體的3幀56條紋編碼。為了獲得全視場三維信息，利用改進的最近點迭代算法(ICP)完成多場景信息配準。論文最后