三維凸物體掃描系統(tǒng)中的定標(biāo)模型與重建算法的模擬研究.pdf

1、電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,使得需要高速及大規(guī)模信息處理的三維信息處理應(yīng)用越來(lái)越成為現(xiàn)實(shí),快速獲得物體三維數(shù)據(jù)信息技術(shù)也就有了迫切的需求。三維彩色掃描系統(tǒng)是集光學(xué)、機(jī)械、電控、數(shù)據(jù)采集、圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等諸多領(lǐng)域技術(shù)為一體,能夠快速獲取物體表面三維彩色模型的單/多攝像機(jī)系統(tǒng),是具有重大應(yīng)用價(jià)值的高科技產(chǎn)品系列。
　　在介紹三維彩色掃描系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上,本文進(jìn)一步詳細(xì)研究了三維凸物體掃描系統(tǒng)3DCS300X

2、型的定標(biāo)技術(shù)和改進(jìn)的殘余圖三維重建算法。這兩個(gè)部分直接影響整個(gè)系統(tǒng)的效率和掃描效果,是整個(gè)三維彩色掃描儀的關(guān)鍵部分。
　　3DCS300X系統(tǒng)的改進(jìn)重建算法就是基于殘余圖重建算法。殘余圖法是一種獲得凸物體外輪廓的立體模型的方法。該方法僅用連續(xù)拍攝的圖像序列就可以獲得凸的被測(cè)物體和物體的外輪廓立體模型。這種方法是利用被攝物體在攝像機(jī)現(xiàn)場(chǎng)中的輪廓邊緣,保留輪廓內(nèi)的部分,除去輪廓外的部分,留下來(lái)的部分稱之為殘余圖。然后將各層殘余圖積分,

3、即得到一個(gè)完整的物體的立體,從而獲得到物體的外殼立體模型。
　　本文利用3dmax對(duì)攝像環(huán)境進(jìn)行模擬,得到相對(duì)準(zhǔn)確的攝像機(jī)定標(biāo)參數(shù)和目標(biāo)物體的二維BMP序列圖像,并用MATLAB實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的“殘余圖”三維重建算法,獲得目標(biāo)物體的表面三維坐標(biāo)和色彩信息,建立了物體的三維立體模型,得到良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。并對(duì)重建后的數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)壓縮,便于后續(xù)使用。
　　改進(jìn)的算法大大降低了算法時(shí)間復(fù)雜度,提高了程序運(yùn)行的效率,試驗(yàn)結(jié)果也是可以接受的