基于線結(jié)構(gòu)光掃描的水下三維重建技術(shù).pdf

1、水下目標(biāo)三維探測作為海洋研究及開發(fā)中的非常重要的一項(xiàng)技術(shù)，受到各國科研機(jī)構(gòu)和政府的重視。傳統(tǒng)的水下目標(biāo)探測技術(shù)以聲學(xué)測量為主，但是聲學(xué)測量技術(shù)因其固有的物理特性使其較難滿足實(shí)時(shí)高精度水下目標(biāo)的三維探測及重構(gòu)的任務(wù)。而以光學(xué)測量技術(shù)為基礎(chǔ)的水下光電探測技術(shù)集合了當(dāng)前高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、激光技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)、電子與信號處理技術(shù)等，同時(shí)應(yīng)用范圍也越來越廣。本文旨在對現(xiàn)有的較為成熟的陸上線結(jié)構(gòu)光掃描測量技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，使之可以被應(yīng)用到

2、海水的特殊環(huán)境下，從而完成對水下目標(biāo)的掃描探測及三維重建。
　　水下三維掃描探測系統(tǒng)原理、攝像機(jī)的標(biāo)定技術(shù)、激光條紋的圖像處理、條紋中心提取技術(shù)及中心點(diǎn)坐標(biāo)變換是本文的研究內(nèi)容。攝像機(jī)標(biāo)定是采集數(shù)據(jù)前首先要完成的工作，本文采用了一種直接標(biāo)定技術(shù)：以攝像機(jī)的運(yùn)動方向?yàn)槭澜缱鴺?biāo)系的某一坐標(biāo)軸，直接建立像平面上標(biāo)定點(diǎn)與世界坐標(biāo)點(diǎn)的映射關(guān)系，可以避免求取復(fù)雜的攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)。任意像點(diǎn)對應(yīng)的世界坐標(biāo)可以利用其相鄰標(biāo)定點(diǎn)及標(biāo)定點(diǎn)的對

3、應(yīng)世界坐標(biāo)計(jì)算獲得。對二維圖像進(jìn)行預(yù)處理對整個(gè)處理流程有較大的作用，文章中實(shí)驗(yàn)了一種基于最大熵原理的圖像增強(qiáng)技術(shù)，同時(shí)采用中值濾波技術(shù)完成了對脈沖和孤立噪聲的去除；本文對邊緣提取作了充分介紹，利用圖像形態(tài)學(xué)處理的算法完成了對邊緣提取后圖像的細(xì)化、裁剪及骨架提取操作。光條紋中心提取的結(jié)果直接決定了三維重構(gòu)的視覺效果，本文采用了基于骨架提取和方向模板技術(shù)相結(jié)合的灰度重心提取方法，可以很好的完成對激光條紋中心提取的任務(wù)。文章的實(shí)驗(yàn)是在水槽中完