基于结构光的双目视觉三维表面重建.pdf

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1、基于结构光的双目视觉三维表面重建韩福海2015年1月中图分类号：TP311.1UDC分类号：004基于结构光的双目视觉三维表面重建作者姓名韩福海学院名称信息与电子学院指导教师赵宏图副教授答辩委员会主席韩力教授申请学位工学硕士学科专业电子科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月3DSurfaceReconstructionBasedonBinocularVisionUsingStructuredLightCandidateName：FuhaiHanSchoolorDepartment:SchoolofInformationandElectronicsFacul

2、tyMentor:Associate.Prof.HongtuZhaoChair,ThesisCommittee：Prof.LiHanDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：ElectronicScienceandTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究

3、成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：摘要三维表面测量方法分为接触式三维测量和非接触式三维测量。非接触式三维测量又可分为主动式和被动式。在两类方法中基于光学的测量方法得到广泛的应用。本文比较了现有的各种光学测量方法，对基于格雷码和相移法相结合的结构光方法就行了深入的理论和实验研究，并在此方法基础上实现了各个三维表面的测量和校正工作。最后采用人为标记特征点的方法，进行各个三维表面的立体拼接，从而实现了目标的完整三维重建。三维表面重建的

4、精度取决于实验的三个环节。1.摄像机的标定与校正。本文对摄像机的标定校正原理进行了研究与阐述，并针对试验中出现的问题，给出了具体的解决办法。2.格雷码-相移的编解码精度。我们采用格雷码与反码相比较的方法来提高格雷码的边界精度。并以此为边界对格雷码-相移的周期错位现象进行校正。在此过程中，对不符合精度要求的点进行滤波处理。最后，进行三维点的计算，并再次滤除不符合要求的点。3.本文采用人为标记和识别特征点的方法来提高拼接的精度和效率。本文通过VC实现对人脸石膏模型的三维表面重建.关键词：三维表面重建；摄像机标定；结构光；格雷码；相移；拼接；IAbstractThemethodsof

5、3Dsurfacemeasurementincludecontact3Dmeasurementandnon-contact3Dmeasurement.Non-contact3Dmeasurementincludesactiveandpassive.Themeasurementmethodsbasedonopticalarewidelyusedintwokindsofmethod.Thispaperstudiesthecurrentresearchworkof3Dsurfacemeasurementinmarketandresearchlab,comparesthetechnol

6、ogiestheyusedandchoosesanefficient3Dvisionmeasuremethodbasedoncoded-structured-light,andrealizesthemeasurementofeach3Dsurfaceandcorrectionworkbasedonthemethod.Finally,realizingthe3Dreconstructionofthecompletetargetbyusingthemethodofartificialmarkingfeaturepointsandsplicingvarious3Dsurface.Th

7、eaccuracyof3Dsurfacemeasurementmainlydependsonthreelinks.1.Thecalibrationandcorrectionofcamera.Inthispapertheprincipleofcameracalibrationandcorrectionarestudiedandexpounded,andsolvetheproblemintests.2.TheaccuracyofthedecodingofGraycodeviewsandPhase