本文關(guān)鍵詞：非接觸式人體三維測量系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學(xué)》 2006年

非接觸式人體三維測量系統(tǒng)的研究

楊云濤  

【摘要】：隨著世界范圍內(nèi)計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)及光學(xué)技術(shù)等學(xué)科的飛速發(fā)展,非接觸式三維測量技術(shù)也相應(yīng)得到了很大的發(fā)展,由于該項(xiàng)技術(shù)具有高分辨率、無破壞、數(shù)據(jù)獲取速度快等優(yōu)點(diǎn)而被認(rèn)為是最有前途的三維形貌測量方法,因而越來越受到人們的關(guān)注,在生物醫(yī)學(xué)、機(jī)器視覺、工業(yè)檢測、航空航天等眾多領(lǐng)域內(nèi)具有重要意義和廣闊的應(yīng)用前景。 非接觸式人體三維測量系統(tǒng)的研究是根據(jù)投影柵相位法基本原理,采用具有一定特性的結(jié)構(gòu)光進(jìn)行照射,通過分析相位值獲得被測物體的高度信息。本文的工作圍繞系統(tǒng)軟硬件的開發(fā)從理論和實(shí)踐兩方面進(jìn)行了深入研究,研制了由投影儀、攝像頭、圖像采集卡、工作臺等組成的三維人體測量系統(tǒng)的硬件裝置。該系統(tǒng)具有非接觸、高分辨率、低成本和數(shù)據(jù)采集速度快等特點(diǎn)。論文所做的主要工作及創(chuàng)新性成果如下: (1)分析了投影柵相位測量方法的原理,闡述了相位展開和高度求解的方法,對投影柵相位測量方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。 (2)針對系統(tǒng)標(biāo)定的復(fù)雜性,提出了一套嚴(yán)格的標(biāo)定步驟,介紹了一些較為實(shí)用的標(biāo)定方法。 (3)研究了光柵圖像的投影和采集的方法,并對得到的被測物體表面三維數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行重構(gòu)顯示。 (4)分析了圖形拼接的原理,對被測物體三部分?jǐn)?shù)據(jù)的拼接方法進(jìn)行了探討。 (5)為實(shí)現(xiàn)被測物體的三維立體測量,設(shè)計(jì)了工作臺,實(shí)現(xiàn)了對物體正面、及兩個(gè)側(cè)面的測量。 (6)利用該系統(tǒng)對人體模特、醫(yī)用假體等物體進(jìn)行了三維重建和三維測量,取得了較好的效果。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TH789
【目錄】：

第一章 緒論7-20

1.1 引言7-8

1.2 人體三維測量技術(shù)發(fā)展概況8-13

1.2.1 接觸式測量8-10

1.2.2 非接觸式測量10-13

1.3 非接觸三維測量技術(shù)的應(yīng)用13-16

1.4 研究人體三維測量的意義16-18

1.5 課題研究背景及預(yù)期達(dá)到的目的18

1.6 課題研究內(nèi)容概述18-19

1.7 本章小結(jié)19-20

第二章 系統(tǒng)測量原理20-40

2.1 投影柵相位法測量原理20-26

2.1.1 投影柵相位測量方法概述20-21

2.1.2 投影柵相位測量方法的光學(xué)原理21-24

2.1.3 投影柵相位法解相原理24-26

2.2 系統(tǒng)標(biāo)定26-29

2.3 相位展開和高度求解29-30

2.4 抗噪解相技術(shù)30-34

2.4.1 抗噪解相技術(shù)的方法30-32

2.4.2 噪聲點(diǎn)識別32-33

2.4.3 噪聲點(diǎn)處理方法33-34

2.5 圖像拼接技術(shù)34-38

2.5.1 圖像拼接技術(shù)的方法34-35

2.5.2 圖像拼接技術(shù)理論35-38

2.6 本章小結(jié)38-40

第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研制40-59

3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)40-56

3.1.1 工作臺的研制41-42

3.1.2 電機(jī)的選擇及控制方式42-53

3.1.2.1 控制電機(jī)的選擇42-46

3.1.2.2 控制電機(jī)的控制46-53

3.1.3 圖像采集卡的選擇53-54

3.1.4 CCD攝像機(jī)及鏡頭的選擇54-56

3.1.5 投影儀的選擇56

3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)56-57

3.3 本章小結(jié)57-59

第四章 系統(tǒng)誤差分析59-66

4.1 投影裝置的影響59

4.2 成像裝置的影響59-61

4.3 系統(tǒng)標(biāo)定的影響61-62

4.4 光柵自身參數(shù)的影響62

4.5 采集圖像模塊的影響62-63

4.6 圖像處理模塊的影響63-65

4.7 本章小結(jié)65-66

第五章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)66-69

5.1 人體模特的測量66-68

5.2 醫(yī)用假體的測量68

5.3 本章小結(jié)68-69

第六章 總結(jié)及展望69-71

6.1 結(jié)論69-70

6.2 展望70-71

參考文獻(xiàn)71-77

致謝77-78

摘要78-81

Abstract81-82

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