四目立體測量中的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、物體的三維外形輪廓測量技術(shù)在航天、航空、機械、汽車、船舶等行業(yè)有著廣泛的需求和應用，本文在雙目立體測量技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了四目立體測量的方案，擴大了測量系統(tǒng)單次測量范圍，實現(xiàn)了不同視角測量數(shù)據(jù)的自動拼合。論文主要研究內(nèi)容及成果總結(jié)如下：
　　1.深入研究了基于十字靶標的四目立體測量系統(tǒng)標定方法。十字靶標由兩根可拆裝的靶尺構(gòu)成，無需已知每個靶點的位置，無需靶點共面，只需精確測量兩根靶尺上兩段物理距離，十分便于制作、攜帶，方便實現(xiàn)大視場

2、下的現(xiàn)場標定。靶點設(shè)計成具有唯一確定的身份號，使圖像間匹配以及圖像點和空間點之間的對應穩(wěn)定可靠。首先采用多視圖幾何約束和光束平差優(yōu)化精確獲得每個相機的內(nèi)參數(shù)，同時得到在四個相機各自坐標系下重建出的靶點三維坐標點集；系統(tǒng)外參數(shù)由相應相機坐標系下三維靶點集合之間的剛體變換直接求得。該方法只需四相機同時對十字靶標拍攝一次，再由四個相機單獨拍攝若干幅靶標圖像即可，現(xiàn)場操作簡單靈活。實驗驗證了本文標定算法的精度。
　　2.提出了一種面向四目

3、測量的三維點云數(shù)據(jù)自動拼合方法。在四目立體測量系統(tǒng)中，對于同時拍攝獲得的隨機散斑紋理圖像對采用基于特征和基于區(qū)域相結(jié)合的匹配算法生成稠密匹配點對，由三角重建法得到物體表面輪廓的三維點云；兩兩圖像先后重建的三維點云數(shù)據(jù)位于不同相機坐標系下，需通過拼合過程將其轉(zhuǎn)換到同一相機坐標系下。通過系統(tǒng)標定過程中確定的各相機之間的相對位姿關(guān)系，方便地獲得拼合所需的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量，從而實現(xiàn)了三維點云數(shù)據(jù)的自動拼合，實驗驗證了該拼合方法的精度。