時間編碼結構光三維視覺系統的研究.pdf

1、隨著經濟發(fā)展和社會進步及生產水平的提高，裝備制造業(yè)等諸多行業(yè)和領域對非接觸三維在線檢測有著迫切的需求，導致了以結構光三維視覺檢測系統為代表的光學三維視覺檢測設備的迅速發(fā)展。在各種光學三維視覺檢測方法及設備中，結構光法顯示了在分辨率及速度上的優(yōu)勢，目前國外普遍認為這是迄今為止實用性最強的方法，已成功的例子也證明了這一點。因此，結構光三維視覺檢測方法及設備應用背景極其重要。 本文在綜合分析和評述結構光三維視覺的國內外現狀與發(fā)展的基礎

2、上，詳細地介紹結構光三維視覺的基本原理，采用二灰度級時間編碼的測量方法并組成測量系統；在建立攝像機數學模型和投射器模型的基礎上，通過引入約束攝像機和投射器之間位置關系的幾何約束條件，進而建立深度傳感器的數學模型；采用同時利用正常和反向編碼圖案的方法，實現條紋邊界測量的亞像素準確度，同時減小環(huán)境光和被測景物表面變化對深度測量結果的影響；攝像頭和投射器參數同時采用非線性最小二乘估計模型進行估計，其輸出包含被估計的參數及其準確度；對比3D檢測

3、點的理論準確度^σX、^σY和^σZ與實際準確度RMSEX、RMSEY和RMSEZ的實驗數據，對本文提出的數學模型、系統參數估計及其準確度、深度測量準確度估計等理論進行驗證；用給定軸長和方向的誤差橢圓來表示深度測量的協方差矩陣，研究誤差橢圓的長軸方向與投射器光軸方向的關系、誤差橢圓長軸與到攝像機的距離兩者之間的關系；提出系統標定方法，完成系統標定實驗。 本文為提高基于時間編碼方法的結構光三維視覺系統的深度測量準確度提供了一種方法