雙目三維測量系統的標定與匹配方法研究.pdf

1、雙目三維測量技術由于測量原理簡單、接近人類關于生物視覺系統的認知，一直是人們研究的熱點。該技術使用投影儀向被測物體表面投射圖案，由于物體表面變化使投射的圖案發(fā)生改變，然后用兩臺CCD相機拍攝物體，最終運用算法獲得物體的三維形貌。本文重點探究了雙目三維測量過程中的攝像機標定、立體匹配等關鍵技術并針對存在的問題提出了新的算法思路，最終將研究成果應用于本實驗室所開發(fā)的測量系統中。本文研究的主要內容和成果如下:
　　1.提出了適用于雙目三

2、維測量系統的標定參數優(yōu)化方法。目前的非線性優(yōu)化算法主要目的是減少單個攝像機在二維圖像坐標系下的重投影誤差，但測量的結果是通過兩臺攝像機在三維空間坐標系下得到的，兩者之間存在著較大的差別。針對這一問題，首先利用基于質心的優(yōu)化算法對每個攝像機的標定參數進行優(yōu)化，該方法減少了標定參數在優(yōu)化過程中的耦合程度，再根據雙目測量系統的測量原理，通過調整標定參數的取值減少利用空間交匯法獲得的三維坐標和真實空間坐標之間的差距。通過實驗可以驗證:相較于傳統

3、方法，本文所提出的方法能夠有效提高測量精度。
　　2.提出了一種基于單幅散斑條紋和相移光柵條紋投影的物體三維輪廓測量方法。首先在物體表面投射散斑圖案獲得初始的匹配點對，再通過投射相移光柵條紋解得的主值相位場對獲得的點對進行精確匹配。所提出的方法通過投射散斑圖案確定不同視角下對應像素點的所在位置，不需要采用解包裹算法得到完整的相位場，使得每一像素點的精確匹配點可以直接在主值相位場中獲得。實驗證明所提出的方法可以獲得高質量的三維形狀測