基于單幅灰度編碼結(jié)構(gòu)光的雙目立體視覺(jué)方法研究.pdf

1、光學(xué)三維測(cè)量技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)檢測(cè)、產(chǎn)品質(zhì)量控制、逆向設(shè)計(jì)、生物醫(yī)學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)、人體測(cè)量等眾多領(lǐng)域。但多為靜態(tài)物體或場(chǎng)景的三維測(cè)量，而實(shí)際中還往往需要對(duì)運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)或變形中的物體實(shí)現(xiàn)快速三維測(cè)量。單幅結(jié)構(gòu)光編碼技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)物體或場(chǎng)景的快速三維測(cè)量的直接解決方案，具有很好的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景?，F(xiàn)有的單幅結(jié)構(gòu)光編碼技術(shù)，或是引入彩色信息而限制了被測(cè)對(duì)象范圍，或是過(guò)分依賴鄰域信息而不適用于不連續(xù)的或是遮擋的物體表面，或是具有較低的

2、空間分辨率和測(cè)量精度等，限制了該技術(shù)在動(dòng)態(tài)三維測(cè)量中的應(yīng)用。為此，本文對(duì)結(jié)合雙目立體視覺(jué)的單幅結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量中的結(jié)構(gòu)光編碼設(shè)計(jì)及其匹配、系統(tǒng)模型和系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化算法等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究，力圖研發(fā)出高適應(yīng)能力、高空間分辨率、較高精度的，并同時(shí)能適用于靜態(tài)物體和快速運(yùn)動(dòng)中的物體的三維模型恢復(fù)方法。
　　針對(duì)傳統(tǒng)的單幅編碼結(jié)構(gòu)光存在的不足，本文設(shè)計(jì)了一種新的基于二維灰度編碼的單幅結(jié)構(gòu)光，分析了該結(jié)構(gòu)光特征的編碼獨(dú)特性并給出了特征提取算法以及

3、基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的立體匹配算法。
　　在分析了雙目視覺(jué)系統(tǒng)中空間點(diǎn)與圖像點(diǎn)之間的映射關(guān)系的基礎(chǔ)上，本文選擇了系統(tǒng)模型參數(shù)，并提出了一種基于重投影誤差最小原則的三維求解方法，對(duì)比評(píng)估了該方法與常用的基于公垂線中點(diǎn)的三維求解方法的精度。
　　系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定是雙目立體視覺(jué)測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)之一，其標(biāo)定精度直接決定后續(xù)三維重建的精度。為此，本文針對(duì)系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定中非線性優(yōu)化問(wèn)題，融合矩陣鏈?zhǔn)角髮?dǎo)法則、旋轉(zhuǎn)矩陣增量表示方法、參數(shù)尺度選擇以及矩陣稀