基于多線激光條紋測(cè)量的匹配與重建研究.pdf

1、本課題提出了一種基于多線激光條紋的視覺坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)，并在該技術(shù)中運(yùn)用外極線約束的方法對(duì)多線激光條紋進(jìn)行有效匹配，重建三維物體。該技術(shù)改進(jìn)了在被測(cè)物體上添加標(biāo)記的測(cè)量手段，是一種非接觸式快速獲取三維物體外形的測(cè)量方法。該方法先采集包含物體表面形狀三維信息的畸變激光條紋圖像，之后對(duì)圖像進(jìn)行改進(jìn)的差影法處理，再對(duì)這些圖像進(jìn)行預(yù)處理、閾值分割、條紋細(xì)化等一系列處理后，根據(jù)雙目立體視覺相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和圖像處理算法對(duì)畸變條紋進(jìn)行分析，其中對(duì)應(yīng)條紋間

2、的匹配采用基于極線約束的配策略，得到被測(cè)物體表面的三維外形數(shù)據(jù)信息。在此基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證極線約束匹配的精確性和有效性，并利用OpenGL，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重構(gòu)和點(diǎn)云處理。具體來說研究結(jié)果包括以下幾個(gè)部分： 1、多線激光條紋標(biāo)記的產(chǎn)生。生成多線激光條紋標(biāo)記時(shí)需要通過確定光源的適當(dāng)?shù)慕咕?、?qiáng)度和組合方式，使所投射出的激光線具有較普遍的適用性。本文通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，制作了一種適當(dāng)?shù)墓庠窗l(fā)生器件，并對(duì)其一些重要參數(shù)進(jìn)行了比較準(zhǔn)確

3、的描述。 2、標(biāo)記圖像的采集與處理。為了將激光條紋能從原始圖像中提取出來，本文設(shè)計(jì)了適當(dāng)?shù)膱D像采集方案。采用改進(jìn)差影法進(jìn)行條紋提取，并且較好地解決了由于采集條件的不穩(wěn)定性(環(huán)境光線的不確定性變化、圖像采集器本身的不穩(wěn)定性等)所產(chǎn)生的噪聲干擾的抑制問題。根據(jù)標(biāo)記圖像結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特性，采用Ostu方法對(duì)差影后圖像進(jìn)行有效分割，之后采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)細(xì)化方法對(duì)條紋二值圖像進(jìn)行細(xì)化，得到單像素寬的條紋圖像。 3、基于極線約束的條紋匹配