基于時間空間混合結(jié)構(gòu)光編碼的可移動式三維掃描技術(shù)研究.pdf

1、三維掃描技術(shù)由于在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用而受到了很大的關(guān)注?？梢苿邮饺S掃描技術(shù)受外界約束少，能較快完成掃描任務(wù)，是三維掃描技術(shù)研究中的熱點之一。常見的可移動式三維掃描技術(shù)可以通過結(jié)構(gòu)光編碼、視頻和激光等技術(shù)方案實現(xiàn)。然而，以上方案不同程度都存在著以下問題
　　 首先，存在技術(shù)和成本上的挑戰(zhàn)。結(jié)構(gòu)光編碼方法中只有空間編碼可以實現(xiàn)可移動式三維掃描，但精度和分辨率不夠高；基于視頻方式易于實現(xiàn)，約束條件少，但獲取的三維信息有限，多適

2、用于建筑物等大型場景，對于小物體細(xì)節(jié)刻畫的效果不夠好。激光三維掃描儀是較理想的解決方案，但高昂的價格制約了其普及的程度。
　　 其次，生成完整三維模型的過程較繁瑣。由于掃描儀視角范圍的原因，大部分系統(tǒng)都是只產(chǎn)生了物體某一部分的三維模型。獲得完整模型通常需要旋轉(zhuǎn)物體或者旋轉(zhuǎn)掃描儀，做多次掃描。得到多個視角的三維模型后，再通過RapidForm等第三方軟件實現(xiàn)多視角模型的配準(zhǔn)，得到完整的模型。這樣的處理很費時，自動化程度低。

3、　　 針對以上問題，本文采用一種時間—空間混合結(jié)構(gòu)光編碼并設(shè)計了原型系統(tǒng)，實現(xiàn)了可移動式三維掃描，保證了較高的精度且掃描速度較快。所謂的快速，指從圖像采集到模型渲染的過程速度較快。
　　 本文主要做了以下四個方面的工作：
　　 首先，本文給出了一種結(jié)構(gòu)光三維掃描儀自動標(biāo)定方法，通過在經(jīng)典的標(biāo)定方法中引入魯棒的角點提取算法，省去了標(biāo)定時的人工交互，在保證標(biāo)定精度的同時提高了系統(tǒng)標(biāo)定的效率。
　　 其次，本文研究了

4、基于時間一空間混合結(jié)構(gòu)光編碼方法的可移動式三維模型獲取技術(shù)。該技術(shù)結(jié)合了時間編碼在精度上的優(yōu)勢和空間編碼在處理動態(tài)物體掃描上的優(yōu)勢，給出了亞像素級別的解碼算法，并利用三角測距法從不同角度獲得物體的三維模型。
　　 第三，本文研究了多角度模型的ICP配準(zhǔn)技術(shù)。該技術(shù)將第二部分獲得的多角度模型通過ICP配準(zhǔn)算法快速自動拼接成完整的模型并進行渲染。
　　 最后，本文實現(xiàn)了原型系統(tǒng)，介紹了原型系統(tǒng)的硬件配置、軟件模塊以及主要功能