基于面結(jié)構(gòu)光的物體表面三維重建方法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、三維重建是一項(xiàng)數(shù)字化技術(shù)，能夠重建出實(shí)際物體的數(shù)字化三維模型，近年被廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)、逆向工程、生物醫(yī)療、文物修復(fù)、服裝設(shè)計(jì)和影視游戲制作等領(lǐng)域。
　　 其中，基于面結(jié)構(gòu)光的三維重建技術(shù)，以其非接觸式和重建精度高的特點(diǎn)得到廣泛的研究和應(yīng)用。該技術(shù)將面結(jié)構(gòu)光投影到物體表面，用相機(jī)采集經(jīng)物體表面調(diào)制變形的結(jié)構(gòu)光圖像，通過(guò)對(duì)變形結(jié)構(gòu)光圖像的分析，建立投影到物體表面上一點(diǎn)的結(jié)構(gòu)光投影點(diǎn)和其在變形結(jié)構(gòu)光圖像中成像點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后根

2、據(jù)三角測(cè)量原理計(jì)算出物體表面每一點(diǎn)的深度，從而實(shí)現(xiàn)物體表面的三維重建。
　　 論文針對(duì)單投影儀－單攝像機(jī)三維重建系統(tǒng)中，系統(tǒng)配置的約束條件過(guò)強(qiáng)和投影儀標(biāo)定困難的問(wèn)題進(jìn)行研究，取得了以下成果：
　　 （1）在分析傳統(tǒng)三維重建系統(tǒng)物相關(guān)系的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了投影儀和攝像機(jī)在一般位置條件下的物相關(guān)系，減少了系統(tǒng)中的約束條件，使得系統(tǒng)的配置更為靈活；
　　 （2）對(duì)三維重建系統(tǒng)的標(biāo)定方法進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)了張正友提出的基于平面

3、標(biāo)定物的攝像機(jī)標(biāo)定方法；提出了一種投射彩色圓形標(biāo)記的投影儀標(biāo)定方法，該方法利用已標(biāo)定的攝像機(jī)來(lái)標(biāo)定投影儀，避免了特殊標(biāo)定設(shè)備的使用；
　　 （3）對(duì)標(biāo)定圖像的處理方法進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)了棋盤(pán)格標(biāo)定板圖像X 型角點(diǎn)和彩色圓形標(biāo)記中心自動(dòng)提取和排序編號(hào)算法，提高了三維重建系統(tǒng)的標(biāo)定效率。
　　 最后，借助本實(shí)驗(yàn)室已實(shí)現(xiàn)的外差式相移方法實(shí)現(xiàn)了快速的相位展開(kāi)，并根據(jù)系統(tǒng)標(biāo)定結(jié)果和推導(dǎo)的物相關(guān)系實(shí)現(xiàn)了物體表面的三維重建。