结构光三维测量系统的建模与标定(3)

3D视觉建模,计算机视觉

哈尔滨理工大学工学硕士学位论文

ＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒｅｄ—－ｌｉｇｈｔ－ ｂａｓｅｄ

３ＤＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｔｈｅ３Ｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｍｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｂａｓｅｄ

ｎｏｎ—ｃｏｎｔａｃｔ３Ｄｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｌｉｇｈｔｉｓｔｈｅｍｏｓｔｐｒａｃｔｉｃａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｉｔ

ａｎｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｔｅｍｐｏｒａｒｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ａｎｄｉｓａｔｔａｃｈｅｄｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｔｏ，ｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｐｐｒｏａｃｈｔｏｓｏｌｖｅｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔ３Ｄ

ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ

ａｎｄｃａｌｌｃｏｎｔａｃｔｍｅａｓｕｒｉｎｇｗｉｌｌｄａｍａｇｅｏｂｊｅｃｔｓｕｒｆａｃｅｎｏｔｍｅａｓｕｒｅ

ｌｉｎｅｏｂｊｅｃｔ诚ｔｌｌｓｏｆｔｓｕｒｆａｃｅ，ｂｕｔ３Ｄｄｉｇｉｔａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｕｐｔｈｅｂａｓｅｄｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｌｉｇｈｔｍａｋｅｓｌｉｍｉｔａｔｉｏｎａｎｄｃａｎｒｅａｌｉｚｅ３Ｄ

ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆａｎｙｏｂｊｅｃｔｓｕｒｆａｃｅｓｈａｐｅ．

Ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｍｏｄｅｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ －ｌｉｇｈｔ－－ｂａｓｅｄ３Ｄ

ａｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｔｈｉｎｋｉｎｇｉｎｔｒｉｎｓｉｃａｎｄｅｘｔｒｉｎｓｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆ

ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ

ｐａｐｅｒ３ｄｓａｐｒｏｊｅｃｔｏｒ，ａｎｄｏｎｔｈｉｓｎｏｖｅｌｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒａｎｄｐｒｏｊｅｃｔｏｒｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ．ＩｎｔｈｉｓＭＡＸＭａｔｌａｂａｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｔｕｄｙ．Ｔｈｅ

ｏｎｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｃｏｎｔｅｎｔｓａｒｅ嬲ｆｏｌｌｏｗｓ：ｏｎ１．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅ３Ｄｍｅａｓ，ｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ

ｌｉｇｈｔ，ｉｎｔｈｅｑｕｉｔｅｔｙｐｉｃａｌｉｎａｔｐｒｅｓｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｑｕｉｔｅｗｉｄｅｓｐｒｅａｄｔｒｉｇｏｎｏｍｅｔｒｙ

ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｈｅｃａｍｅｒａｌｅｎｓｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｍａｇｅ

Ｓｋｅｗｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｆｌｕｅｎｃｅ，ｍａｄｅｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｔｏｔｈｅｍｏｄｅｌ．

２．Ｉｎａｂｏｖｅ

ｒｅｖｅｒｓｉｏｎｃａｍｅｒａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｐｒｏｊｅｃｔｏｒｒｅｇａｒｄｉｎｇａｓｔｈｅｃａｍｅｒａｍｏｄｅｌ，ｏｂｔａｉｎｓｔｈｅｓｐａｔｉａｌｐｏｉｎｔａｎｄｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｉｎｇａｐｐａｒａｔｕｓＤＭＤ

ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｕｓｉｎｇｔｈｅｐｈａｓｅ—ｓｈｉｆｔｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｎｉｍｐｒｏｖｅｄｃａｍｅｒａａｎｄ

ｐｒｏｊｅｃｔｏｒｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｎｔｗｏｓｔｅｐｓａｎｄｉｎｔｈｅｐｌａｎｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．

３．Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｌｉｇｈｔ３Ｄｓｕｒｖｅｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｎ３ｄｓ

ｃａｌｉｂｒａｔｅｄｉｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｔｏｋｎｏｗｎｉｎｔｒｉｎｓｉｃＭＡＸ，ａｎｄ

ｔｈｅａｎｄｅｘｔｒｉｎｓｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｏｎｃａｍｅｒａ

ｏｂｊｅｃｔａｎｄｐｒｏｊｅｃｔｏｒ．Ａｆｔｅｒｕｓｉｎｇｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｅｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｃａｒｒｉｅｄ３Ｄｓｕｒｖｅｙａｎｄｔｈｅｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．

４．ＵｓｉｎｇＣＣＤ

ｃｏｍｐｌｅｔｅｄｃａｍｅｒａａｎｄＤＬＰｐｒｏｊｅｃｔｏｒｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｔｏｔｈｅｃａｍｅｒａａｎｄｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｏｒｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ，ａｆｔｅｒｔｈｅｕｓｅｃａｌｉｂｒａｔｅｄｓｙｓｔｅｍＩＩ