反向工程中基于结构光测量的立体匹配关键技术研究

《反向工程中基于结构光测量的立体匹配关键技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、上海交通大学硕士学位论文摘要反向工程中基于结构光测量的立体匹配关建技术研究摘要在反向工程中准确快速完备地获取实物的三维几何数据即对物体的三维几何形面进行三维离散数字化处理是实现反求工程的重要步骤之一常见的物体三维几何形状测量方法基本可分为接触式和非接触式两大类双目CCD电阻耦合器件ChargeCoupledDevices结构光测量技术作为非接触式测量方法它是目前世界上光学测量的最先进技术之一,在反向工程中有着广泛的应用本课题研究的是编码结构光三维测量技术该系统由两个CCD一个投影机和一台台式计算机及相应软件组成首先是将计算机构造的解相光栅由投

2、影仪投射到物体上再将计算机构造的一系列黑白相间的编码光栅也由投影仪投射到物体上然后将畸变栅线图像由摄像机采集到计算机中经过解相算法和匹配算法计算出物体的三维坐标得到的点云经过后处理曲面重构这样就获得物体的三维CAD模型对于大型物件一次不能得到它所有的点的数据这时可采用分区域测量方法利用曲面拼接技术得到整个物体CAD模型在立体视觉中三维重建的先决条件就是要建立两幅图像的对应关系本文比较了几种常见立体匹配方法并针对存在中的问题提出了一种多种方法融于一体的高效的立体匹配方法首先将解相光栅由投影仪投射到物体上,再将编码光栅投射到物体上然后将畸变栅线图

3、像由摄像机采集到计算机中用解相光栅进行解相得到折叠在[-,]区间内的相主值用所述结构光编码方法进行相展开得到相位的周期二者相加得到真实相位值把相位值转换成灰度值显示在图像中得到相位灰度图像再根据外极约束条件对于左图像中的一点其在右图像的对应点必然在右图像的外极线上这样其对应点的搜索就由两维问题变成一维问题从而实现点的匹配针对结构光光栅条纹边缘处由于相位的突变和噪声等因素的污染容易引起误匹配本文提出了光栅条纹边缘曲线立体匹配算法根据小波变换多尺度分别特性在分析小波去噪原理基础上提出了基于小波变换的条纹图像降噪方法构造了基于过渡区的目标区域提取方

4、法在图像中界定了被测物体的边界使得后处理仅在被测物体区域范围进行完成图像的非均匀再采样利用小波变换检出条纹边缘点并提出了一种无监督聚类方法将边缘点按条纹实际分布情况分成不同点群再采用B-样条将同一点群的边缘点拟合成参数曲线以达到亚像素级的特征提取采用遗传算法将同一边缘曲线因光照遮挡和噪声等原因分裂成的各曲线段搜索拼接成一条曲线并通过迭代算法对直接影响B-样条参数曲线拟合精度的数据点的参数进行修正以获得定位准确的条纹边缘曲线将条纹边缘B-样条曲线作为匹配基元提出了两种曲线立体匹配算法并且给出了相应的匹配步骤一种是借助软件编码方法对条纹边缘B-样

5、条曲线进行编码完成B-样条曲线对应关系然后利用外极约束条件实现曲线边缘点的匹配另一种方法是以计算机视觉几何不变量为基础借助遗传算法对B-样条曲线进行了整体匹配关键词立体匹配外极约束相位匹配小波变换遗传算法B样条曲线I上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTResearchonStereoMatchinganditsKeyTechnologiesbasedonStructuredLightinReverseEngineeringABSTRACTInreverseengineering,obtainingthe3Ddataofpartprecis

6、ely,rapidlyandfullyisoneofgreatimportantsteps.3Dmeasuringmethodsfrequentlyusedintheengineeringconsistoftouchingmethodandnon-touchingmethod.Asanon-touchingmethod,doubleCCD(ChargeCoupledDevices)structuredlightmeasuringtechnologyisrecognizedasoneofmostadvancedmeasuringtechnolo

7、giesandisusedintensivelyinreverseengineering.ThisprojectmainlyfocusesonresearchanddevelopmentofdoubleCCDstructuredlightmeasuringsystemmadeupoftwoCCDs,aprojector,acomputerandimageprocessingsoftware.Firstly,aseriesofgratingsconstructedbycomputerusingforphasedemodulationandunw

8、rappingareprojectedontheobject,andthenthedistortedgratingimagesarecollectedintocom