結(jié)構(gòu)光投影三維輪廓測量系統(tǒng)的標(biāo)定.pdf

1、結(jié)構(gòu)光投影三維輪廓測量技術(shù)具有非接觸性、無損耗、高靈敏度、高測量精度、自動化程度高等優(yōu)點，近年來在制造業(yè)、航空航天、文物保護(hù)、醫(yī)療、藝術(shù)雕塑和人臉識別等領(lǐng)域得到極大的應(yīng)用。
　　 系統(tǒng)標(biāo)定作為三維輪廓測量系統(tǒng)完成測量任務(wù)的基礎(chǔ)，是三維測量系統(tǒng)與從二維圖像信息恢復(fù)三維空間信息的重要保證。所以本文從基于相移法的條紋光柵投影三維輪廓測量的基本原理出發(fā)，重點對攝像機(jī)和投影儀標(biāo)定做了詳細(xì)研究。主要研究工作如下:
　　 (1)建立攝

2、像機(jī)模型，在此基礎(chǔ)上提出攝像機(jī)的標(biāo)定算法。通過結(jié)構(gòu)光投影三維輪廓測量系統(tǒng)所涉及的圖像坐標(biāo)系、世界坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系，并在小孔成像的原理上，建立了線性的針孔模型，同時考慮到光學(xué)畸變，建立了非線性的畸變模型。本文利用平面和圖像之間的單應(yīng)性，從多個角度進(jìn)行拍攝無需知道標(biāo)定板的運動參數(shù)即可完成對攝像機(jī)參數(shù)的求解，并根據(jù)非線性優(yōu)化求出最終結(jié)果。利用MATLAB強(qiáng)大的圖形用戶界面(GUI)功能，設(shè)計攝像機(jī)的標(biāo)定流程，快速有效的求解出

3、攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)和畸變參數(shù)。
　　 (2)建立投影儀模型，完成對投影儀的標(biāo)定，獲得投影儀內(nèi)外部參數(shù)。在攝像機(jī)模型的基礎(chǔ)上，將投影儀的投射過程可以看成是一個逆向的攝像機(jī)，利用攝像機(jī)參數(shù)計算出投影儀圖像的標(biāo)定平面特征點的三維坐標(biāo)，提取投影儀標(biāo)定圖像的角點獲得其二維坐標(biāo)，最后按照攝像機(jī)標(biāo)定方法完成投影儀標(biāo)定，獲得投影儀的內(nèi)外部參數(shù)。
　　 (3)搭建穩(wěn)定可調(diào)的光學(xué)平臺，完成系統(tǒng)標(biāo)定，獲得系統(tǒng)參數(shù)，并對實物進(jìn)行了測量。編程實現(xiàn)了基