三维动态测量中的单幅图像重构技术研究

论文摘要

随着计算机技术和测量技术的快速发展,三维动态测量技术在很多领域中的应用前景越来越广泛,如工业自动化领域的在线检测、物体的形变测量等。现有的动态三维测量方法可分为两种,一种是仅用单幅图像进行三维重建,另一种是利用多幅图像进行三维重建。本文选用单幅图像进行三维重构,并对这一动态测量系统中的关键问题进行了研究。本文提出了两种应用于动态测量的单幅图像三维重构的方法:基于数字摄影技术的单幅图像重构和基于彩色光栅的单幅图像三维重构。论文的工作和研究内容主要有:1.在原有的静态三维测量系统的基础下,提出了基于彩色光栅的单幅图像三维重构方法来解决动态测量的关键问题,提出了图像的编码和解码的方法,通过最亮点和最暗点的确定来实现周期划分,提出新的基于对相机相应分析的方法对最亮点的颜色进行判断,从而得到所有点的相位周期,实现相位周期的求解,根据亮度实现周期内的相位主值的求解,完成所有点完全解相的算法研究。2.完成了基于彩色编码光栅的单幅图像三维重构的实验,可实现对平面和较复杂物体的解相和三维重构,通过实验验证了此种方法的可行性,得到了较为理想的实验结果,并实现了离线处理数据的动态测量过程。通过实现单幅图像的三维重构,为实现实时动态三维测量系统打下基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容与章节划分
• 2 基于面结构光测量的动态测量系统
• 2.1 静态面结构光测量系统的原理
• 2.2 动态测量系统的组成与基本原理
• 2.3 静态到动态的难点问题
• 2.4 本章小结
• 3 单幅图像三维重构
• 3.1 基于数字摄影技术的单幅图像三维重构
• 3.2 基于彩色光栅的单幅图像三维重构
• 3.3 彩色光栅解相
• 3.4 系统标定及三维重构
• 3.5 本章小结
• 4 实验
• 4.1 实验目的
• 4.2 实验条件和步骤
• 4.3 实验过程及结果
• 4.4 实验结果分析
• 4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士期间发表的学术论文