编码光三维物体形状检测与重构系统的研究

论文题目: 编码光三维物体形状检测与重构系统的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 检测技术与自动化装置

作者: 徐金禄

导师: 刘京南

关键词: 三维物体形状检测,条纹边界编码,畸变条纹,三维重构,曲面重构

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 三维物体形状检测与重构技术是计算机图像处理技术的一个分支,是计算机视觉和计算机图像图形处理相结合的一个研究方向,它在生产自动化、机器人视觉、CAD、虚拟现实和医学等领域都有着广泛的应用前景。如何快速而准确地获取被测物体表面的三维物体形状信息,并根据这些信息对被测物体形状进行三维重构,仍然是一项重要而有难度的研究课题。本论文探讨了一种新型的非接触式快速获取三维物体外形的检测方法——条纹边界编码光检测法。当向被测物体表面投射四幅模式不同但又有内在联系的编码光时,从与投影光轴成一定角度的方向可以观测到由于物体表面凹凸变化而在其表面产生的畸变条纹,这些畸变条纹就包含了物体表面形状的三维信息。四幅编码光产生的四幅畸变条纹图像由CCD摄像头拍摄并传送至计算机,对这些图像进行预处理、阈值分割、边界整合、编码提取等一系列处理后,根据相应的数学模型和图像处理算法对畸变条纹进行分析,得到被测物体表面的三维外形数据信息,在此基础上进行三维重构点云处理,读入坐标数据,并显示在屏幕上,同时添加了光照和渲染等处理,增强了场景的真实感。针对本课题点云数据特点,我们选取其中的一部分数据进行处理。对数据进行分组、排序、重新采样以及坐标修改等重构预处理后构造曲线,并提出了简单可行的三角网格化算法,实现了曲面重构。同时为后续研究的需要,本文给出了一种基于MC改进算法的三维实体重构的实现。在本文的最后讨论分析了课题进一步的理论研究方向。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 三维检测及重构技术概述

1.2 三维检测及重构技术发展现状

1.3 本课题采用的方法

1.4 本课题的研究目的与意义

第二章基本原理与总体架构

2.1 基本原理

2.2 编码分析

2.3 模型分析

2.4 总体架构

2.5 本章小结

第三章检测部分架构及实现

3.1 图像的采集

3.2 图像的处理

3.2.1 图像灰度化算法

3.2.2 图像二值分割算法

3.2.3 图像的边界整合

3.3 边界编码提取

3.4 三维坐标转换

3.5 本章小结

第四章重构部分架构及实现

4.1 相关图形学基础

4.1.1 齐次坐标

4.1.2 三维图形的显示流程图

4.1.3 三维图形的几何变换

4.2 点云显示

4.3 点云几何变换

4.4 曲面重构的逼真显示

4.4.1 定义法向量

4.4.2 创建光源

4.4.3 光照模型

4.4.4 定义材质属性

4.4.5 效果显示

4.5 三维实体重构

4.6 本章小结

第五章后续研究

5.1 检测精度的提高

5.2 系统的可适用性的加强

5.3 实体三维重构的研究

第六章总结

参考文献

作者简介

鸣谢

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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编码光三维物体形状检测与重构系统的研究

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