一种主动式全景立体视觉传感器设计.pdf

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1、2016年第35卷第2期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)109OOI：10．13873／J．1000-9787(2016)02--0109-04一种主动式全景立体视觉传感器设计汤一平，周静恺，徐海涛(浙江工业大学信息工程学院，浙江杭州310023)摘要：现有的三维激光扫描仪无法实时、全自动地计算空间三维信息，需要对获得的点云数据进行配准。为解决这些问题，研制了一种新型主动式全景立体视觉传感器(ASODVS)，并且从影响ASODVS测距精度的各个因素进行了分析。实验结果表明：设计的ASODV

2、S能自动、实时地进行空间物点深度测量，并得到相应的点云数据。关键词：主动式全景立体视觉传感器；面激光发生器；单视点；深度测量；三维重构中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1000-9787(2016)02-0109-04一Desi●gnoI』’anacti-VestereOomni●-d'i·rect·i·onal’VI●S●10nsensorTANGYi-ping，ZHOUJing-kai，XUHai—tao(CollegeofInformationEngineering，ZhejiangUniversityofTechnology，

3、Hangzhou310023，China)Abstract：Existingthree·dimensionallaserscannerscannotcalculatethree．dimensionalinformationinrea1．timeandautomatically，anddataregistrationisessentialafteracquisitionofpointscloud．Inordertosolvetheseproblems，anewkindofactivestereoomni—directionalvisionsenso

4、r(ASODVS)isdeveloped，andfactorsinfluencerangingprecisionarealsoanalyzed．Experimenta!resuhsdemonstratethattheproposedASODVSsystemcanautomaticallymeasure3Dpanoramaspaceinreal—time，andcorrespondingpointsclouddataswillalsobeacquired．Keywords：activestereoomni-directionalvisionsens

5、or(ASODVS)；planarlasergenerator；singleviewpoint；depthmeasurements；3Dreconstruction0引言器实现了一种新型主动式全景立体视觉传感器(activeste—与传统的测量技术相比，三维激光扫描技术能够快速、reoomni—directionalvisionsensor，ASODVS)，并对其精度和精确、无接触地完成复杂表面的测量和建模j。但三维激适用情况进行了分析。ASODVS研究的贡献在于能够实时光扫描仪的制造成本和维护成本十分昂贵，并且需要对获取实际物体的几何、颜色信息

6、，从视频信号获取源上解决不同传感器的同名特征点进行配准。由于三维激光扫描技计算机视觉测量领域中的准确性、实时性及鲁棒性等方面术在不同扫描站获得的空间三维数据分别采用各自的局部的问题。坐标系，因此，需要将它们配准到统一坐标系下。任何一种1ASODVS的设计拼接都可能产生误差，并且还需要花费较大的计算资源J。1．1设计原理为解决上述问题，很多研究者从主动式全景立体视觉主动式全景立体视觉技术通常涉及四个坐标系：全景技术出发，通过集成全方位视觉传感器和激光信息解决了摄像机坐标系(cameracoordinatesystem，CCS)、世界坐标系传统立体视

7、觉中存在的特征点匹配问题。视觉传感器(globalcoordinatesystem，GCS)、移动面激光发生器坐标系，的全方位成像特点使得这种技术在应用于空间三维信息测即扫描坐标系(scancoordinatesystem，scs)和数字化图像量和点云数据获取时无需对数据进行拼接。但是，目前这平面坐标系(imagecoordinatesystem，ICS)。大多数情况种技术最大问题是难以应用同一传感器对全景空间物点实下，激光发生器、被测物和摄像机均处于不同的空问位置，现几何和色彩信息的同步获取，并且测量过程无法满足实因此，四个坐标系不能构成简单的

8、关系，这样就使得测量时时性、自动化的要求。需要对坐标系进行配准和转换。坐标系之间的转换不仅会为此，本文结合实验室自主设计的全方位视觉传感