雙目PMP視覺測量系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、作為目前最先進的主動式光學測量技術之一,雙目PMP(PhaseMeasurementProfilometry)視覺測量技術因其非接觸性、速度快、精度高、抗干擾性好等優(yōu)勢在三維檢測、逆向工程、文物修復等領域得到越來越廣泛的應用。本文研究了雙目PMP視覺測量的關鍵技術,在此基礎上設計并實現(xiàn)了一套基于OpenCV的雙目PMP視覺測量系統(tǒng)。主要工作如下:
　　結合雙目PMP視覺測量系統(tǒng)的工作原理,完成了系統(tǒng)的總體設計,包括硬件選型、結構設

2、計和軟件框架設計。建立了攝像機的針孔模型和畸變模型,在此基礎上引入基于OpenCV的立體標定方法,對兩個攝像機的內(nèi)外參數(shù)和畸變參數(shù)進行了標定;設計了光柵圖像的采集方案,包括:攝像機同步采集過程設計和投影-采集過程的協(xié)調設計,保證了左右攝像機圖像采集的同步性和有序性。
　　采用四步相移法和多頻外差進行相位計算;在立體匹配前期,引入基于OpenCV的立體校正方法使得匹配從二維搜索降為一維搜素,提高了匹配的速度;針對傳統(tǒng)立體匹配方法對于

3、深度變化較大或表面形狀比較復雜的物體易出現(xiàn)誤匹配的問題,對攝像機視場進行了分析,并根據(jù)視場各區(qū)域的相位信息特點以及視差約束提出了基于區(qū)域分割和視差修正的立體匹配算法。
　　通過評定不同距離的測量精度、一對標準陶瓷球的球心距和球直徑誤差對系統(tǒng)的精度進行了標定,實驗結果顯示該系統(tǒng)的整體測量精度高于0.05mm;為了進一步驗證系統(tǒng)的測量效果和使用價值,分別以石膏像、汽車覆蓋件和進排氣管氣道等表面形狀復雜的物體為對象進行三維重建,實驗結果