导　　师： 刘晓利

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 基于散斑结构光照明的主动立体视觉三维成像是一种非接触式快速的光学三维重建与测量方法。按照散斑相关原理可分为空间相关和时间相关两大类。空间相关方法只需投影一幅散斑图案,利用匹配区域灰度变化的相关性实现对应点的匹配,该方法通常适用于动态场景的三维成像,但易受物体表面曲率和光照变化等因素的影响,因此三维重建精度较低。时间相关方法需要投影一系列随时间变化的散斑图案,为每个像素建立一个时间序列的灰度分布,并利用时域灰度相关完成对应点的匹配,该方法的三维重建精度较高,但不适用于动态场景的三维成像。本文针对上述基于散斑空间相关和时间相关的三维成像开展研究,主要研究内容如下:1、分别实现了散斑空间相关和时间相关的三维重建方法。利用了极线、视差和灰度约束条件实现了快速整像素对应点搜索。在整像素对应点的基础上,空间相关方法通过N-R迭代优化算法,时间相关方法使用曲线拟合方法,分别得到亚像素对应点,实现散斑相关的三维重建。2、研究了两种散斑时空相关的三维成像方法,一种是使用时间相关性确定整个散斑图像序列的整像素对应点,再使用空间相关性确定每帧散斑图像的亚像素对应点,通过亚像素对应点序列的时间平均得到精确的对应点。另一种根据空间和时间相关推导出了时空相关的公式,并将该公式作为N-R待优化函数,从而得到亚像素对应点。同时搭建了两套散斑时空相关三维成像系统,分别实现了静态物体的高精度三维测量和动态扇叶的高速三维成像。

关 键 词： 散斑三维重建 空间相关 时间相关 对应点搜索

领　　域： []