結(jié)構(gòu)光符號(hào)陣列解碼及系統(tǒng)標(biāo)定方法的研究.pdf

1、三維目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)在機(jī)器人導(dǎo)航、逆向工程、目標(biāo)識(shí)別、工業(yè)自動(dòng)化、目標(biāo)跟蹤等領(lǐng)域有廣泛的需求和應(yīng)用潛力。立體視覺(jué)法是三維檢測(cè)技術(shù)中的典型方法，通過(guò)兩臺(tái)CCD拍攝的兩幅圖像進(jìn)行像素匹配，利用三角法求取目標(biāo)深度信息，然而，在沒(méi)有預(yù)先標(biāo)記或先驗(yàn)知識(shí)的引導(dǎo)下，像素匹配問(wèn)題是艱難的。結(jié)構(gòu)光視覺(jué)技術(shù)是立體視覺(jué)的變形，將編碼模式光進(jìn)行投射，跨越了像素匹配問(wèn)題，檢測(cè)簡(jiǎn)捷、高效，是一種理想的三維檢測(cè)方法。但通常的結(jié)構(gòu)光技術(shù)采用彩色模式光，在明亮環(huán)境下檢測(cè)失效

2、。如采用激光加濾波技術(shù)可以突破此限制，同時(shí)投射事先構(gòu)造的符號(hào)以增加檢測(cè)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)光技術(shù)檢測(cè)目的。因此，研究編碼結(jié)構(gòu)光具有非常重要的理論及實(shí)際意義。 本文主要研究了符號(hào)陣列解碼及系統(tǒng)標(biāo)定方法。研究?jī)?nèi)容有： (1)三維檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀分析。參閱了大量國(guó)際、國(guó)內(nèi)關(guān)于三維檢測(cè)技術(shù)的文獻(xiàn)，分析了其存在的缺點(diǎn)及不足，確定了研究目標(biāo)及研究任務(wù)。 (2)結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)模型研究。建立了結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)模型，給出了模型原理。通過(guò)模型優(yōu)化

3、，確定了模型參數(shù)。模型通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，分析了模型參數(shù)的改變導(dǎo)致模式的像的位移及變形，根據(jù)像變形情況改善系統(tǒng)參數(shù)，最終確定一組最佳參數(shù)，進(jìn)行模型定型。 (3)符號(hào)圖像的預(yù)處理。使用傳統(tǒng)的圖像預(yù)處理算法進(jìn)行符號(hào)圖像處理，比較分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。針對(duì)本研究投射的模式，研究了一種新的閾值分割算法，同時(shí)比較了兩種細(xì)化算法。研究了符號(hào)遍歷算法，形成符號(hào)遍歷鏈。 (4)符號(hào)陣列解碼方法研究。在符號(hào)遍歷的基礎(chǔ)上，討論了多層次符號(hào)分解算法。鏈

4、角度算法使符號(hào)表現(xiàn)示出光滑連續(xù)的波形，且在觀測(cè)點(diǎn)處具有顯著的角度特征信息。提出了符號(hào)模式識(shí)別及碼字還原算法，該算法能有效還原畸變的符號(hào)。 (5)系統(tǒng)標(biāo)定方法研究。分析比較了傳統(tǒng)標(biāo)定方法存在的缺點(diǎn)及不足，提出了快速兩步標(biāo)定方法，通過(guò)標(biāo)定與校準(zhǔn)可完全消除針孔模型幾點(diǎn)假設(shè)的影響。避開(kāi)對(duì)攝像機(jī)鏡頭畸變的估計(jì)計(jì)算，通過(guò)對(duì)攝像機(jī)外的所有光線建立空間直線方程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)標(biāo)定，較傳統(tǒng)標(biāo)定方法更為簡(jiǎn)單、高效。實(shí)驗(yàn)表明，通過(guò)研究的解碼方法及標(biāo)定方法，可