改进的复合光栅投影快速三维测量方法

提出一种新相移算法下的复合光栅投影三维测量方法.利用逆推法建立投影光栅模型,对投影仪投出的光栅进行预校正,保证投到参考面的条纹为标准的正弦分布.测量过程由具有相移的复合光栅到待测物体表面,CCD相机采集变形条纹图,将采集到的图像分离成3帧单色图,再由相位算法提取相位,通过高度映射公式恢复待测物体的三维面形.该方法有较好的抗噪性能,为动态在线测量奠定了基础.计算机仿真实验验证了该方法的可行性.     

光栅投影系统设计

论述了光栅投影系统中冷光源的设计及用于光栅投影的透镜设计。前者运用透红外冷反光镜，实现了对可见光的高反射，对红外光80％以上透射，使得输出光热量很少，降低了测量误差；后者采用基本对称结构，并对球差及畸变进行校正，达到要求，提高了光栅成像的质量。     

光栅投影轮廓测量系统的标定方法

提出一种光栅投影测量物体轮廓的新系统,它对投影系统和成像系统没有严格的位置要求,新系统引入摄像机定标技术,在系统搭建时一次完成对成像系统和投影系统的参数标定.通过投影条纹图和成像条纹图的对应关系得到空间投影平面和成像直线的方程,它们的交点就是物体的空间坐标.该方法对系统结构没有平行性和垂直性的要求,也不要求成像系统光轴与投影系统光轴相交于参考面,工程上容易实现.图5,表1,参8.     

光栅投影三维物体重建中的二值化方法研究

在光栅投影成像三维物体表面重建中,由于阴影和光照不均匀的影响,采用传统的时域二值分割方法,难以得到高质量的分割图象．为此,提出了两种图象分割算法：全曝光明图对比空域二值分割算法和分组最大方差空域二值分割算法．这两种分割算法主要是在空域上的每个位置同时考虑所有的二维光栅投影图,从而大大克服了阴影的影响以及光照不均的影响．实验证明,这两种方法提高了光栅投影图的二值分割质量,使得最终的重建结果更为精确,所提出的两种二值分割算法操作简单,易于实现．     

光栅投影式测量点云数据的曲面重构技术

提出了一种通过光栅投影式测量方法所得结果来获取新的按明暗变化规律分布的三维点群方法．它包括对被测物体进行三维几何模型重构、对被测物体的普通图像进行抖动处理以及将抖动所得图像中的白色像素点向重构的曲面进行投射三个主要步骤．分析了该方法面临的关键问题——线状分布原始三维测量点的曲面重构,提出了一种基于线状分布原始三维测量点的三角片几何模型重构算法,算法简单,可以确保生成性状良好的三角片对曲面进行拟合,并且能够避免出现曲面裂口,从而使曲面连续、光顺．     

基于光学投影层析的三维显微成像系统

介绍了光学投影层析成像技术的原理及应用,阐述了自行研究建立的光学投影层析成像系统,给出了利用该系统得到的样品的重建图像。     

基于三角形光强分布光栅投影的三维测量方法

针对相位测量轮廓术中正弦光栅制作工艺复杂的问题,提出一种基于三角形光强分布光栅投影测量物体三维形貌的方法.测量时,将三角形光强分布光栅投影到被测物体表面,摄像机获取变形条纹图,通过系统参数和条纹图携带的相位信息求解出物体的三维面形.推导出通过三角形光强分布光栅求解相位的公式.实验结果表明,提出的方法具有较高的精度和可行性.     

投影系统中高质量全息正弦光栅的研制

为了解决结构光三维测量系统中对高质量全息正弦光栅的要求,文章提出了一种高质量正弦光栅的制作方法,该方法可以方便地精确调整所需要的条纹频率和在线观测条纹质量;制作的光栅条纹平行度及均匀性好,光栅常数控制精确,而且畸变小,能获得良好的正弦性条纹分布。     

三维测量系统中摄像机定标技术

摄像机定标技术在三维测量、计算机视觉、机器人等领域起着重大作用。分析了摄像机模型 ,提出了基于两阶段法和捆绑调整的摄像机定标方法 ,并通过模拟实验和真实实验进行了验证。标定块制作简单 ,标志点能够自动识别和匹配。标定中考虑了镜头畸变 ,在三维空间定标相对精度达1:10 0 0 0 ,满足了高精度三维测量的要求     

数字光栅投影轮廓测量系统不确定视角标定法

建立了数字光栅投影轮廓测量系统的简易标定模型,以实现测量系统的简便化和便携式应用。该标定模型基于绝对相位提取和空间映射技术,仅需确定像面坐标和绝对相位到空间坐标的转换矩阵。标定矩阵由L evenberg-M ar-quardt算法优化求解,其中所需的已知空间点阵列借助新型虚拟三维靶标实现。该虚拟靶标基于不确定视角摄像机标定法,仅需要一个平面靶标,避免了使用昂贵的平移设备,极大地降低了标定系统的成本和复杂度。对标定系统进行了大量实验,并使用标定球对测量系统进行了测量精度评价。实验结果表明标定精度高于0.2mm,证明该标定法具有很好的应用价值。     

面向裸眼3D的半全局立体匹配视差优化方法

针对基于双目相机的裸眼3D显示的实时性和真实性问题,研究高精度、高效的双目立体匹配算法来获取高质量的深度信息。采用半全局立体匹配算法获取初步的视差估计量,在此基础上,建立基于一致性检验、中值滤波、多层次均值滤波和视差绘制方法的组合优化方法。实验结果表明,视差优化方法能够使视差的均方根误差下降40%左右、像素错误匹配比率下降20%以上,从而获取高精度的深度信息,为裸眼3D的虚拟视点实时精确绘制奠定技术基础。     

三维计算机视觉系统中的结构光快速定标

利用DLT模型及简化模型 ,导出双相机单激光系统定标模型 ,巧妙地设计适用于单双相机系统的透明定标薄板 ,实现从单摄像机到双摄像机的快速定标。整个方案简单快速有效 ,定标精度达像素级。方案还可推广到多相机多激光源系统。     

改进的三维坐标测量编码图案投影方法

为改进后的图案编码的识别和三维坐标的计算提供理论和技术依据,测量物体的三维坐标,恢复物体三维面形图。用３灰度级块状图案构成编码图案投射到被测物体上,通过新的解码算法实现对应点之间的匹配,并用坐标变换方式计算三维坐标。     

一种采用单照相机的三维人体测量方法

非接触式三维人体自动测量是现代化人体测量技术的主要特征,也是今后人体测量的趋势所在.在分析国内外非接触式三维人体测量方法的基础上,提出一种采用单照相机的三维人体测量方法.首先通过在单照相机前加一套镜面组合系统,进行实时拍照,获得一张同时记录人体的正面和侧面的照片;然后通过基于图像的人体特征区域和特征参数提取得到人体尺寸信息(尺寸、轮廓点和轮廓线).试验结果验证了此方法的可行性.     

基于条纹投影的三维轮廓测量新方法

针对条纹投影技术中提取物体高度比较复杂的问题,提出了一种光线跟踪法测量物体轮廓的新技术.利用投影物面即空间光调制器和成像面的相位对应关系,求出被测物体的高度.这种方法对系统结构没有平行性要求,也不需要对整个测量系统进行参数标定和复杂的坐标转换标定,而是用投影条纹图和成像条纹图的相位对应关系来得到空间投影直线和空间成像直线的方程,其交点就是物体的空间坐标.这是一种全场测量的方法,适合测量陡度小的静止物体,并通过实验论证了该方法具有测量速度快、工程上容易实现和测量精度稳定等优点.     

安防系统中相机拓扑的优化和相机联动

在传统安防系统中,多相机联动或接力跟踪是基于目标的简单逻辑匹配来实现的,在相机拓扑图中的目标匹效率低,且容易遗漏不相邻但与目标相关的相机。为解决这一问题,提出了用无向图的数据结构来代替传统的相机拓扑图,并根据实际工程情况给定图中各节点的相关程度,并基于XML技术详细分析了目标的逻辑匹配流程和相机联动的实现方法。通过在实际工程项目中与传统相机拓扑的目标匹配相比较,该方法匹配效率高且不会遗漏任何一个相关相机,同时可以很好地实现跨平台的应用。