基于單幅灰度編碼結(jié)構(gòu)光的雙目立體視覺方法研究.pdf

1、光學三維測量技術目前已廣泛應用于工業(yè)自動檢測、產(chǎn)品質(zhì)量控制、逆向設計、生物醫(yī)學、虛擬現(xiàn)實、人體測量等眾多領域。但多為靜態(tài)物體或場景的三維測量，而實際中還往往需要對運動、振動或變形中的物體實現(xiàn)快速三維測量。單幅結(jié)構(gòu)光編碼技術作為實現(xiàn)動態(tài)物體或場景的快速三維測量的直接解決方案，具有很好的研究價值和應用前景?，F(xiàn)有的單幅結(jié)構(gòu)光編碼技術，或是引入彩色信息而限制了被測對象范圍，或是過分依賴鄰域信息而不適用于不連續(xù)的或是遮擋的物體表面，或是具有較低的

2、空間分辨率和測量精度等，限制了該技術在動態(tài)三維測量中的應用。為此，本文對結(jié)合雙目立體視覺的單幅結(jié)構(gòu)光三維測量中的結(jié)構(gòu)光編碼設計及其匹配、系統(tǒng)模型和系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化算法等關鍵問題進行研究，力圖研發(fā)出高適應能力、高空間分辨率、較高精度的，并同時能適用于靜態(tài)物體和快速運動中的物體的三維模型恢復方法。
　　針對傳統(tǒng)的單幅編碼結(jié)構(gòu)光存在的不足，本文設計了一種新的基于二維灰度編碼的單幅結(jié)構(gòu)光，分析了該結(jié)構(gòu)光特征的編碼獨特性并給出了特征提取算法以及

3、基于動態(tài)規(guī)劃的立體匹配算法。
　　在分析了雙目視覺系統(tǒng)中空間點與圖像點之間的映射關系的基礎上，本文選擇了系統(tǒng)模型參數(shù)，并提出了一種基于重投影誤差最小原則的三維求解方法，對比評估了該方法與常用的基于公垂線中點的三維求解方法的精度。
　　系統(tǒng)參數(shù)標定是雙目立體視覺測量的關鍵技術之一，其標定精度直接決定后續(xù)三維重建的精度。為此，本文針對系統(tǒng)參數(shù)標定中非線性優(yōu)化問題，融合矩陣鏈式求導法則、旋轉(zhuǎn)矩陣增量表示方法、參數(shù)尺度選擇以及矩陣稀