三光帶激光三維人體面部掃描系統(tǒng)的研制.pdf

1、本文在全面了解三維人體面部掃描技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，基于激光三角法原理，根據(jù)分辨率高掃描時(shí)間短的要求，提出了三光帶激光人體面部掃描方案，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，并成功研制出系統(tǒng)樣機(jī)，進(jìn)行掃描實(shí)驗(yàn)得到了預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的正確性。主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　 1.根據(jù)實(shí)際使用要求，提出了三光帶激光人體面部掃描方案，用三個(gè)相同的線激光器產(chǎn)生三條平行且高度方向等間距的光帶，掃描時(shí)每條光帶只

2、需移動(dòng)整個(gè)掃描范圍的1/3，滿足了縮短系統(tǒng)掃描時(shí)間的要求。
　　 2.設(shè)計(jì)了掃描系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，包括傳感器、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，編寫了控制程序?qū)崿F(xiàn)了圖像采集系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的同步運(yùn)行，系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)達(dá)到：掃描范圍為220mm×250mm×100mm(寬度×高度×深度)，典型分辨率為0.4mm×0.4mm×0.5mm(寬度×高度×深度)，掃描時(shí)間為7s。
　　 3.建立攝像機(jī)理想線性模型和畸變模型得到三維

3、世界坐標(biāo)和計(jì)算機(jī)圖像坐標(biāo)的映射關(guān)系。將張正友標(biāo)定算法和攝像機(jī)透視變換矩陣標(biāo)定法相結(jié)合對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定得到了系統(tǒng)的內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)。
　　 4.進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試和實(shí)際掃描實(shí)驗(yàn)，得到人臉模型的三維點(diǎn)云，通過對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行二次采樣使攝像機(jī)對(duì)三條光帶的分辨率達(dá)到一致，對(duì)原始點(diǎn)云和二次采樣點(diǎn)云進(jìn)行重建得到網(wǎng)格模型。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量塊進(jìn)行掃描實(shí)驗(yàn)得到系統(tǒng)的相對(duì)測(cè)量誤差小于0.25％。
　　 5.將雙目立體視覺原理與主動(dòng)式激光掃描相結(jié)合，提出攝像機(jī)固定