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基于多投影的结构光三维重建技术的研究

陈展东  
【摘要】:本文研究了基于多投影的结构光三维重建技术。利用多台投影仪与摄像机进行图像采集,并获取照射到被测物体在不同方位上的经过编码的结构光信息,对采集到的结构光图像进行解码,再根据三角测量原理重构出在不同方位上的物体三维信息,依据各个三维信息中的重叠区域进行三维拼接,最终重构出一个闭包式的被测物体三维模型。 由于三维拼接需要较为精确的重构物体三维信息,所以本文首先对摄像机的标定进行研究,降低或者消除由于摄像机的内部因素和外部因素而造成的误差。为了进一步的提高三维拼接的精确度与准确度,本文将介绍一种多视标签定位拼接方法,在被测物体上贴上便于识别的标签作为拼接的特征点信息,极大的方便不同模块之间重叠区域的识别与检测。在被测物体的三维重构方面,将采用基于方格形式的彩色结构光编码图像对被测物体进行编码,与传统的基于黑白的结构光相比,此种彩色结构光对被测物体的编码速度快、精度高,便于实时的对物体进行采集。 在拼接的时候,由于在采集时物体存在着刚性运行,所以根据匹配的空间特征点需要求出其中的平移转换矩阵和旋转转化矩阵,将各个模型的三维信息转换到同一坐标系下才能进行拼接。但是在拼接的过程之中也会产生一些问题,例如重叠、光顺和补偿,本文将依据不同的问题采用合适的方法进行解决。 根据实验结果可得,依据本文对基于多投影的结构光三维重建技术的研究所建立的理论,其三维重构模型精度高,并且最终形成的拼接模型组合度高,基本上达到了工业上所需的要求。


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