時(shí)間編碼結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步及生產(chǎn)水平的提高，裝備制造業(yè)等諸多行業(yè)和領(lǐng)域?qū)Ψ墙佑|三維在線檢測(cè)有著迫切的需求，導(dǎo)致了以結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)為代表的光學(xué)三維視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備的迅速發(fā)展。在各種光學(xué)三維視覺(jué)檢測(cè)方法及設(shè)備中，結(jié)構(gòu)光法顯示了在分辨率及速度上的優(yōu)勢(shì)，目前國(guó)外普遍認(rèn)為這是迄今為止實(shí)用性最強(qiáng)的方法，已成功的例子也證明了這一點(diǎn)。因此，結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)檢測(cè)方法及設(shè)備應(yīng)用背景極其重要。 本文在綜合分析和評(píng)述結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展的基礎(chǔ)

2、上，詳細(xì)地介紹結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)的基本原理，采用二灰度級(jí)時(shí)間編碼的測(cè)量方法并組成測(cè)量系統(tǒng)；在建立攝像機(jī)數(shù)學(xué)模型和投射器模型的基礎(chǔ)上，通過(guò)引入約束攝像機(jī)和投射器之間位置關(guān)系的幾何約束條件，進(jìn)而建立深度傳感器的數(shù)學(xué)模型；采用同時(shí)利用正常和反向編碼圖案的方法，實(shí)現(xiàn)條紋邊界測(cè)量的亞像素準(zhǔn)確度，同時(shí)減小環(huán)境光和被測(cè)景物表面變化對(duì)深度測(cè)量結(jié)果的影響；攝像頭和投射器參數(shù)同時(shí)采用非線性最小二乘估計(jì)模型進(jìn)行估計(jì)，其輸出包含被估計(jì)的參數(shù)及其準(zhǔn)確度；對(duì)比3D檢測(cè)

3、點(diǎn)的理論準(zhǔn)確度^σX、^σY和^σZ與實(shí)際準(zhǔn)確度RMSEX、RMSEY和RMSEZ的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)本文提出的數(shù)學(xué)模型、系統(tǒng)參數(shù)估計(jì)及其準(zhǔn)確度、深度測(cè)量準(zhǔn)確度估計(jì)等理論進(jìn)行驗(yàn)證；用給定軸長(zhǎng)和方向的誤差橢圓來(lái)表示深度測(cè)量的協(xié)方差矩陣，研究誤差橢圓的長(zhǎng)軸方向與投射器光軸方向的關(guān)系、誤差橢圓長(zhǎng)軸與到攝像機(jī)的距離兩者之間的關(guān)系；提出系統(tǒng)標(biāo)定方法，完成系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。 本文為提高基于時(shí)間編碼方法的結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)系統(tǒng)的深度測(cè)量準(zhǔn)確度提供了一種方法