投影光柵法三維人體重構(gòu)技術(shù)研究.pdf

1、三維人體重構(gòu)技術(shù)是近年來服裝工業(yè)智能化發(fā)展的一個(gè)重要研究方向，由于它能夠利用反求工程技術(shù)，還原出三維人體數(shù)據(jù)并在虛擬環(huán)境中再現(xiàn)，因此，它與服裝CAD以及MTM量身定制等系統(tǒng)相結(jié)合，在服裝工業(yè)制造、人體體型研究、虛擬現(xiàn)實(shí)等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　 三維重構(gòu)技術(shù)最初應(yīng)用于逆向工程，由于其應(yīng)用的廣泛性，進(jìn)而涌現(xiàn)了大量相關(guān)的研究方法和技術(shù)。然而將人體作為測(cè)量對(duì)象的三維重構(gòu)技術(shù)，雖有相關(guān)院校和機(jī)構(gòu)研究出一定成果，但其核心技術(shù)相對(duì)保密

2、。對(duì)于服裝院校來說，十分需要以此為基礎(chǔ)來發(fā)展服裝工程，然而目前服裝院校對(duì)此項(xiàng)目的研究較少，可參考的大量關(guān)于三維重構(gòu)技術(shù)的文獻(xiàn)和論文并未針對(duì)人體作為重構(gòu)對(duì)象，運(yùn)用的測(cè)量技術(shù)和解算方法也并不一定能夠適合于人體測(cè)量。因此，本論文在收集和分析大量資料的基礎(chǔ)上，通過選擇、整合以及優(yōu)化相關(guān)的算法步驟，構(gòu)架了一套適合于進(jìn)行三維人體重構(gòu)的測(cè)量系統(tǒng)——投影光柵法三維人體重構(gòu)系統(tǒng)，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、可靠、實(shí)用以及相對(duì)接近工程化的要求。
　　 本系統(tǒng)

3、根據(jù)四步相移法的原理，利用計(jì)算機(jī)生成正弦光柵條紋，通過投影儀投射到被測(cè)物體表面，用照相機(jī)采集包含被測(cè)物體三維信息的變形光柵。由于照相機(jī)和投影儀存在一定角度，可利用三角法原理從變形光柵中提取被測(cè)物體的高度信息。文中詳細(xì)闡述了三維人體重構(gòu)技術(shù)的原理和解算過程，包括從系統(tǒng)調(diào)校和采集圖像，到對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理、解相、相位展開、高度計(jì)算，以及最終得到被測(cè)物體表面的三維數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行拼接和還原的過程。
　　 系統(tǒng)調(diào)校是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，本文首次將投

4、影儀移軸問題考慮到系統(tǒng)調(diào)校過程中，提出使用平行光軸系統(tǒng)，使投影的正弦光柵節(jié)距相等，相位保持線性分布，減少了交叉光軸系統(tǒng)中由于投影儀投影角度問題而產(chǎn)生的非線性誤差。數(shù)據(jù)處理過程中的相位展開一直是三維形貌還原的重點(diǎn)和難點(diǎn)，本文通過對(duì)多種算法的分析比較，整合并優(yōu)化了基于二階差分的區(qū)域增長(zhǎng)抗噪算法，降低了噪聲對(duì)相位展開的影響。對(duì)于該算法中判斷是否展開區(qū)域的閾值臨界點(diǎn)，提出使用采集多點(diǎn)求二階差分閾值平均值的方法來計(jì)算。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明該方法具有操作簡(jiǎn)單