物體三維形貌重建技術(shù)在機(jī)器視覺、逆向工程、產(chǎn)品檢測與質(zhì)量監(jiān)控、航空航天,生物醫(yī)學(xué)、測繪及考古等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,與之相應(yīng)的三維形貌重建技術(shù)得到了迅速發(fā)展。各種重建技術(shù)通常都會受到其自身特點(diǎn)限制而存在一定的局限性,比如增大測量范圍和保證測量的高分辨率是互相矛盾的。本文提出了轉(zhuǎn)動掃描投影云紋技術(shù)以實(shí)現(xiàn)大面積物體的三維形貌實(shí)現(xiàn)高分辨率、高精度重建,解決了該技術(shù)涉及的幾個(gè)關(guān)鍵問題。首先,提出了一種新的投影云紋系統(tǒng)模型及其標(biāo)定方法。該模型對投影系統(tǒng)和接收系統(tǒng)光路中光軸的相互位置關(guān)系不設(shè)限制,一方面減少了在投影云紋方法在實(shí)際應(yīng)用中限制,具有更大的靈活性,另一方面該模型是轉(zhuǎn)動掃描投影云紋技術(shù)的基礎(chǔ)。根據(jù)此模型推導(dǎo)建立了云紋相位與空間坐標(biāo)之間的關(guān)系,提出了迭代算法計(jì)算坐標(biāo),并給提供針對此模型的系統(tǒng)標(biāo)定方法。對接收系統(tǒng)的標(biāo)定可以直接由張正友標(biāo)定法得到;投影系統(tǒng)在標(biāo)定時(shí)將其視為逆向的相機(jī),通過投影橫縱條紋獲得的相位場建立投影儀像素和相機(jī)像素之間的一一對應(yīng)關(guān)系,從而將投影系統(tǒng)的標(biāo)定轉(zhuǎn)化為普通的相機(jī)標(biāo)定來實(shí)現(xiàn)。其次,提出了轉(zhuǎn)動掃描投影云紋技術(shù)。為了在保證測量分辨率的情況下增大投影云紋方法的測量面積,在上述模...

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1光學(xué)三維形貌測試技術(shù)分類Fig.1-1Classificationofopticalthree-dimensionalshapetestingtechnology攝影測量法[15]（Photogrammetry）是一種基于多視幾何的三維形貌測量方法，

3視覺（BinocularStereoVision）是最典型的一種立體視覺方法[14]，類似人通過兩只眼睛觀察事物識別遠(yuǎn)近獲得立體感，雙目視覺系統(tǒng)是由兩個(gè)攝像機(jī)構(gòu)成，根據(jù)兩個(gè)不同角度拍攝的被測物體圖像，結(jié)合事先標(biāo)定好的相機(jī)間的相對位置關(guān)系和相機(jī)參數(shù)即可獲得兩相機(jī)公共視場內(nèi)物體的三....

圖1-2攝影測量示意圖

4為可控，在感興趣的關(guān)鍵區(qū)域可以集中地多貼一些標(biāo)記點(diǎn)，不感興趣的次要部分少貼標(biāo)記點(diǎn)。但是這種方法的缺陷也很明顯，影測量方法得到的始終是離散的標(biāo)記點(diǎn)處的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，無法得到全場的三維形貌，對于其它沒有標(biāo)記點(diǎn)的區(qū)域只能通過插值獲得，無法保證其精度。圖1-2攝影測量示意圖Fig.1-....

圖1-3三維數(shù)字圖像相關(guān)示意圖

4為可控，在感興趣的關(guān)鍵區(qū)域可以集中地多貼一些標(biāo)記點(diǎn)，不感興趣的次要部分少貼標(biāo)記點(diǎn)。但是這種方法的缺陷也很明顯，影測量方法得到的始終是離散的標(biāo)記點(diǎn)處的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，無法得到全場的三維形貌，對于其它沒有標(biāo)記點(diǎn)的區(qū)域只能通過插值獲得，無法保證其精度。圖1-2攝影測量示意圖Fig.1-....

圖1-4激光三角法示意圖[38]

6于微小尺度的高精度測量。1.2.3結(jié)構(gòu)光方法結(jié)構(gòu)光方法（StructuredLight）是一種主動測量方法，光不僅起到照明的作用，對光源進(jìn)行調(diào)制和編碼才是該方法的核心。用調(diào)制后的結(jié)構(gòu)光照射物體，記錄下物體表面的光信息，再通過一定的技術(shù)方法分析被物體調(diào)制的光信息從而獲得物體的三維....

本文編號：3925991