论文题目: 基于结构光的三维数据测量方法研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 信号与信息处理
作者: 翟鸣
导师: 梁栋
关键词: 三维数据测量,三维数据融合,摄像机标定,平面单应,结构光
文献来源: 安徽大学
发表年度: 2005
论文摘要: 三维数据测量技术是计算机视觉领域的重要课题,在虚拟现实、文物保护、机械加工、影视特技制作、计算机仿真、服装设计等领域有着广泛的应用。基于结构光的三维数据测量方法是目前三维数据测量研究领域中的热点研究方向,该方法在进行测量时不需要与待测物体相接触并且测量速度快、成本低、精度高,具有极大的社会需求和发展前景,因此基于结构光的三维数据测量方法的研究不但具有重要的理论意义而且具有广泛的应用前景。 本文分析了当前三维数据测量技术的现状,对基于结构光的三维数据测量方法进行了较为系统的研究,主要包括测量系统的测量原理、测量系统的标定、光栅检测与索引、三维数据融合等。本文所完成的具体研究成果如下: 1.提出了一种基于平行结构光的三维数据测量方法,该方法不需要标定摄像机矩阵,使用平面单应原理求取待测物体表面的三维坐标。 2.对测量系统的测量原理和标定方法进行了研究,在文献[40]中整体标定方法的基础上,针对测量过程中摄像机参数改变时系统的重新标定问题,从理论上探讨了一种解决方法,可以一定程度上简化测量系统的重新标定过程。 3.对光栅的检测和索引方法进行了研究,主要包括:①对彩色光栅的检测和索引方法进行研究,使用Canny算子提取光栅边缘,利用光栅边缘的梯度信息来建立光栅索引;②借鉴彩色光栅索引方法的原理,提出了一种基于黑白光栅的检测和索引方法,依据物体在光栅照射前后灰度值的不同提取光栅条,使用关系矩阵描述光栅条间的相邻关系建立光栅索引,一定程度上降低了对测量环境和待测物体颜色的要求;③对Subdivision pattern光栅检测和索引方法进行研究,每次只提取不发生混叠的光栅边缘,一定程度上减少了光栅的误配。 4.对光栅边缘的精确定位和噪声消除问题进行了研究,采用Canny算子来精确定位光栅边缘,采用区域生长方法消除噪声,一定程度上解决了光栅边缘的精确定位和噪声消除问题。 5.对旋转平台三维数据融合方法进行了研究,针对其中的关键问题,即旋转平台旋转角度的计算问题,提出了一种基于图像消影点的旋转角度计算方法,并从理论上探讨了一种基于相关匹配的旋转角度计算方法。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 引言
1．1 三维数据测量技术的现状和发展趋势
1．2 本文的主要研究内容
1．3 本文各章内容简介
第二章 基于平行结构光的三维数据测量方法
2．1 摄像机模型和平面单应
2．1．1 摄像机模型
2．1．2 平面单应
2．1．3 平面单应的计算
2．2 系统的标定
2．2．1 求参考平面到图像的单应矩阵和基准光平面到图像的单应矩阵
2．2．2 求光平面的像到光平面的单应矩阵
2．2．3 参照直线的计算
2．3 三维坐标的计算方法
2．3．1 在摄像机参数不变的情况下三维坐标的计算方法
2．3．2 在摄像机部分参数改变的情况下三维坐标的计算方法
2．4 实验结果
2．5 本章小结
第三章 基于结构光的三维数据测量
3．1 测量系统的组成和测量流程
3．1．1 测量系统的组成
3．1．2 测量流程
3．2 系统测量原理
3．3 系统标定
3．3．1 摄像机标定
3．3．2 标定光平面
3．3．3 旋转平台旋转轴的标定
3．3．4 摄像机参数改变时系统的再标定
3．4 本章小结
第四章 光栅的检测与索引
4．1 彩色光栅的检测和索引
4．1．1 主索引光栅条的检测
4．1．2 光栅条边缘的检测
4．1．3 索引的建立
4．2 黑白光栅的检测和索引
4．2．1 对阴影区域和反射率较低的区域做标记
4．2．2 黑白光栅图像的二值化和分割
4．2．3 消除光栅图像中光栅条间的非法联系
4．2．4 索引的建立
4．3 Subdivision pattern光栅的检测和索引
4．3．1 索引的建立
4．4 光栅边缘的精确定位和噪声的消除
4．5 实验结果
4．6 本章小结
第五章 三维数据融合
5．1 旋转平台三维数据融合的基本原理
5．2 基于消影点的旋转平台旋转角度的计算方法
5．2．1 消影点的形成
5．2．2 消影点及旋转角度的计算
5．3 基于相关匹配的旋转平台旋转角度的计算方法
5．3．1 对测量结果的插值
5．3．2 物面匹配方法
5．4 实验结果
5．5 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
发布时间: 2005-09-20
参考文献
- [1].高速三维数据扫描机系统设计与研究[D]. 吴伟.广东工业大学2014
- [2].基于机器视觉的测量系统关键技术研究[D]. 于秀辉.哈尔滨工程大学2008
- [3].二元金属光栅表面等离子体共振传感器的结构与性能[D]. 孙小亮.华中科技大学2015
- [4].精密光栅数据处理系统的研究[D]. 刘海波.长春理工大学2007
- [5].基于宽带边沿谱啁啾光栅的传感解调系统[D]. 吴宏举.深圳大学2015
- [6].光栅数据采集与误差修正技术[D]. 董珊珊.合肥工业大学2014
- [7].金属光栅表面等离子体共振传感器的研究[D]. 肖钰斐.广西大学2011
- [8].基于光栅微位移检测电路系统的研究[D]. 郑荟民.黑龙江大学2010
- [9].基于FPGA的光栅位移检测技术研究[D]. 靳克铭.长春理工大学2007
- [10].基于FPGA和体光栅的光纤光栅解调系统[D]. 高鹏.南昌航空大学2015
相关论文
- [1].结构光三维物体面形测量与重建技术研究[D]. 李波.哈尔滨理工大学2007
- [2].基于结构光的三维测量与目标重建方法的研究[D]. 魏秀宁.哈尔滨理工大学2006
- [3].线结构光视觉传感器的现场标定技术研究[D]. 程传景.中国海洋大学2006
- [4].结构光表面形状测量系统的研究[D]. 郎治国.哈尔滨理工大学2004
- [5].基于结构光测量原理的自由曲面3D测量的系统技术研究[D]. 刘峰.沈阳工业大学2005
- [6].结构光三维视觉测量系统标定方法研究[D]. 戴强.哈尔滨理工大学2005
- [7].采用结构光方法的三维轮廓测量[D]. 陈亮辉.大连理工大学2006
- [8].用编码结构光方法实现的物体三维重构[D]. 魏媛.大连理工大学2006
- [9].结构光三维测量系统关键技术的研究[D]. 秦大辉.华中科技大学2005
- [10].结构光三维视觉检测关键技术研究[D]. 李宏伟.哈尔滨工程大学2006