結(jié)構(gòu)光符號陣列解碼及系統(tǒng)標(biāo)定方法的研究.pdf

1、三維目標(biāo)檢測技術(shù)在機(jī)器人導(dǎo)航、逆向工程、目標(biāo)識別、工業(yè)自動化、目標(biāo)跟蹤等領(lǐng)域有廣泛的需求和應(yīng)用潛力。立體視覺法是三維檢測技術(shù)中的典型方法，通過兩臺CCD拍攝的兩幅圖像進(jìn)行像素匹配，利用三角法求取目標(biāo)深度信息，然而，在沒有預(yù)先標(biāo)記或先驗知識的引導(dǎo)下，像素匹配問題是艱難的。結(jié)構(gòu)光視覺技術(shù)是立體視覺的變形，將編碼模式光進(jìn)行投射，跨越了像素匹配問題，檢測簡捷、高效，是一種理想的三維檢測方法。但通常的結(jié)構(gòu)光技術(shù)采用彩色模式光，在明亮環(huán)境下檢測失效

2、。如采用激光加濾波技術(shù)可以突破此限制，同時投射事先構(gòu)造的符號以增加檢測點，可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)光技術(shù)檢測目的。因此，研究編碼結(jié)構(gòu)光具有非常重要的理論及實際意義。 本文主要研究了符號陣列解碼及系統(tǒng)標(biāo)定方法。研究內(nèi)容有： (1)三維檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀分析。參閱了大量國際、國內(nèi)關(guān)于三維檢測技術(shù)的文獻(xiàn)，分析了其存在的缺點及不足，確定了研究目標(biāo)及研究任務(wù)。 (2)結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)模型研究。建立了結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)模型，給出了模型原理。通過模型優(yōu)化

3、，確定了模型參數(shù)。模型通過計算機(jī)模擬，分析了模型參數(shù)的改變導(dǎo)致模式的像的位移及變形，根據(jù)像變形情況改善系統(tǒng)參數(shù)，最終確定一組最佳參數(shù)，進(jìn)行模型定型。 (3)符號圖像的預(yù)處理。使用傳統(tǒng)的圖像預(yù)處理算法進(jìn)行符號圖像處理，比較分析了實驗結(jié)果。針對本研究投射的模式，研究了一種新的閾值分割算法，同時比較了兩種細(xì)化算法。研究了符號遍歷算法，形成符號遍歷鏈。 (4)符號陣列解碼方法研究。在符號遍歷的基礎(chǔ)上，討論了多層次符號分解算法。鏈

4、角度算法使符號表現(xiàn)示出光滑連續(xù)的波形，且在觀測點處具有顯著的角度特征信息。提出了符號模式識別及碼字還原算法，該算法能有效還原畸變的符號。 (5)系統(tǒng)標(biāo)定方法研究。分析比較了傳統(tǒng)標(biāo)定方法存在的缺點及不足，提出了快速兩步標(biāo)定方法，通過標(biāo)定與校準(zhǔn)可完全消除針孔模型幾點假設(shè)的影響。避開對攝像機(jī)鏡頭畸變的估計計算，通過對攝像機(jī)外的所有光線建立空間直線方程實現(xiàn)系統(tǒng)標(biāo)定，較傳統(tǒng)標(biāo)定方法更為簡單、高效。實驗表明，通過研究的解碼方法及標(biāo)定方法，可