导　　师： 彭翔

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 结构光三维成像是一种采用光学手段对物体进行编码从而获取其三维数据的技术,具有非接触性、高速和高精度等优点,广泛应用于工业制造、目标识别、人体测量、文物保护、生物医学和影视娱乐等领域。结构光的编码方法直接影响着对应点匹配的精度和速度,是结构光三维成像技术的研究重点之一。比如,时间编码方法具有精度高和鲁棒性好等优点,但需要投影多幅编码图像,只适用于静态三维成像,而空间编码方法只需投影单幅编码图像即可重建物体三维形貌,适用于动态三维成像,但其准确率较低、鲁棒性较差。本文研究了一种改进的空间二值编码方法,并开发了相关的硬软件系统,实现动态场景的高精度、高鲁棒性三维成像,主要研究内容有:(1)基于De Bruijn序列的编码原理,研究了一种改进的空间二值编码方法。该方法通过增加编码特征点中心的比重,使特征点定位更加精确,从而提高了解码准确率,与已有的空间二值编码方法相比,具有准确率更高、解码更简单等优点,适用于高精度、高鲁棒性的动态场景三维成像。(2)研究了基于PCL的点云处理技术,包括:多视角匹配、点云平滑滤波和点云下采样等。针对传统的ICP匹配算法对点云初始位置要求高,迭代次数多以及收敛速度慢等问题,研究了一种基于快速点特征直方图的ICP算法。采用移动最小二乘的点云平滑滤波,解决点云表面粗糙问题。同时,基于体素化网格下采样对点云作简化处理,去除点云冗余,使重建曲面更加光滑。(3)开发了适用于(1)中所提方法的硬件及软件系统。实现了系统标定、动态三维成像以及点云处理等功能。该系统采用并行处理,计算效率得到有效提高,为本课题的研究提供了实验平台。

关 键 词： 空间二值编码 动态三维成像 点云处理

领　　域： []