论文题目: 彩色三维激光扫描测量系统关键技术的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 测试计量技术及仪器
作者: 陶立
导师: 孙长库
关键词: 三维测量,激光扫描,颜色渲染,背影轮廓三维测量,最优测量视角,凸包柱体
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 彩色三维测量技术在逆向工程设计、多媒体动画创作、科研分析以及文物、玩具等彩色模型三维数字化方面具有广阔的应用前景。本文基于线结构光扫描测量原理,研制了一套彩色三维激光扫描测量系统。系统可准确完整地获取物体的彩色三维信息,测量精度高于0.1mm。论文主要研究内容及创新性成果有:1.深入分析和比较了各种三维测量原理,介绍了国内外主要的非接触三维测量技术及设备。并对参数标定技术、颜色渲染技术、数据补偿技术、最优视角自动确定技术等课题相关研究现状进行了总结概括。2.建立了线结构光三维扫描测量的数学模型,完成了对系统传感器参数的标定。利用半径已知的标准球,完成对旋转台旋转中心的标定。并对利用部分球面点数据计算球心坐标的误差进行了补偿。分别利用重复扫描和延展法两种方式提取三维点云数据的颜色信息。3.提出了双目线结构光视觉传感器光平面参数一致性标定方法。设计平行线平板靶标,研究靶标图像处理流程,可自动获取控制点进行标定计算。成功地完成了左右摄像机光平面参数的标定,并将左右摄像机的测量基准统一于共同的世界坐标系。4.提出了线结构光三维测量盲区的背影轮廓补偿方法。基于空间形切原理,采用改进的两步线段截选算法进行背影轮廓三维测量计算,获取物体的三维轮廓点数据,对线结构光扫描测量盲区进行数据补偿。对几种实物模型进行扫描测量以及背影轮廓补偿测量实验,得到完整的测量结果。5.研究了针对本测量系统的最优视角自动确定技术。对线结构光扫描测量和彩色图像拍摄的最优视角进行分析,利用背影轮廓测量数据的凸包柱体近似表示被测物体形状,确定最优视角,实现了对被测物体的自动扫描测量和颜色渲染。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 三维测量技术综述
1.2 三维测量的关键技术
1.3 课题目标与本文工作
第二章 系统结构与测量原理
2.1 系统结构组成
2.2 线结构光扫描测量原理与数学模型
2.3 扫描测量模型
2.4 扫描测量软件设计
2.5 颜色信息获取方法的研究
第三章 参数标定与精度验证
3.1 传感器参数的标定
3.2 旋转轴标定
3.3 系统三维测量精度验证实验
第四章 背影轮廓法补偿测量的研究
4.1 背影轮廓法三维测量
4.2 线结构光扫描与背影轮廓法测量的缺陷分析
4.3 利用轮廓法测量数据补偿线结构光扫描数据
第五章 测量视角自动确定技术的研究
5.1 NBV 问题研究现状
5.2 本系统测量视角自动确定技术的研究
5.3 自动扫描测量实验
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 课题展望
参考文献
发表论文与科研情况说明
附录 A
附录 B
致谢
发布时间: 2007-07-10
参考文献
- [1].超精密激光三维测量与控制技术研究[D]. 吴晓峰.天津大学2007
相关论文
- [1].基于三维激光扫描测绘系统的森林计测学研究[D]. 罗旭.北京林业大学2006
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