符號結(jié)構(gòu)光分片M陣列編碼模式的研究.pdf

1、基于機(jī)器視覺的三維目標(biāo)檢測技術(shù)近年來得到了快速發(fā)展，其中結(jié)構(gòu)光技術(shù)因其實(shí)現(xiàn)三維重建具有非接觸性、高精度、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。結(jié)構(gòu)光技術(shù)用光照投射器代替了雙目立體視覺中的一臺(tái)攝像機(jī)，投射器將模式圖案投射到場景中，然后用另一臺(tái)攝像機(jī)抓拍圖像，根據(jù)目標(biāo)表面投射模式畸變量的大小，通過三角法計(jì)算目標(biāo)深度，重建目標(biāo)三維曲面。編碼與結(jié)構(gòu)光相結(jié)合的編碼結(jié)構(gòu)光方法，不僅具有結(jié)構(gòu)光的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還解決了立體視覺中的像素匹配的難題，因此具有

2、非常重要的理論及實(shí)際意義。目前，它已經(jīng)逐漸應(yīng)用于機(jī)器人導(dǎo)航、逆向工程、目標(biāo)識別、工業(yè)自動(dòng)化、物體運(yùn)動(dòng)跟蹤等領(lǐng)域。 在編碼結(jié)構(gòu)光中，編碼模式及解碼方法決定了結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的檢測性能。其中，面結(jié)構(gòu)光編碼模式僅在一次投射與拍攝中即可得到場景的三維信息，因此適用于運(yùn)動(dòng)物體的三維檢測。課題組提出了以符號作為M陣列元素，以符號M陣列作為結(jié)構(gòu)光編碼模式，根據(jù)M陣列中所有窗口全局唯一性的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)投射側(cè)和接收側(cè)陣列元素的相互匹配，進(jìn)而完成場景的三維

3、重建。 但常規(guī)M陣列結(jié)構(gòu)光模式在投射到目標(biāo)表面時(shí)，由于目標(biāo)表面的梯度變化和投影儀投射角等因素的影響，使得梯度較大的目標(biāo)表面上結(jié)構(gòu)光模式畸變嚴(yán)重，造成接收側(cè)對結(jié)構(gòu)光圖像解碼的困難甚至導(dǎo)致識別失敗。 對此，本文提出了分片M陣列的結(jié)構(gòu)光編碼模式，并在以下幾個(gè)方面開展了研究： (1)分片M陣列的研究。針對在梯度較大的目標(biāo)表面上結(jié)構(gòu)光模式畸變嚴(yán)重，導(dǎo)致識別失敗的情況，本文首次提出了非規(guī)整M陣列和分片M陣列的概念，討論了非規(guī)

4、整M陣列中窗口的模糊性，并提出了適用于規(guī)則物體表面的分片M陣列的生成方法。 (2)符號元素的改進(jìn)研究。對課題組原有M陣列元素中個(gè)別符號誤識別率高的情況，進(jìn)行了符號元素的改進(jìn)研究。通過對符號關(guān)鍵點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)密集度、譜密度、無測量面積等特征的分析研究和綜合判選，改進(jìn)了元素符號和投射模式。新的元素符號具有更高的可識別性和區(qū)分度，新的投射模式具有更多的檢測點(diǎn)和更強(qiáng)的窗口連接性。 (3)接收一投射動(dòng)態(tài)分片M陣列模式生成方法的研究。以