双摄像机激光三角测距系统的研究

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1、华中科‘。技大学硕士学位论文摘要本文研究了双摄像机激光三角测距系统中影响测量精度的因素、测量数据的缺损和三维几何模型的简化等方面内容。本论文包括测量精度因素的分析、测量数据的完一矗性问题研究和三维几何模型的简化三个部分。双摄像机激光三角测距系统实际上相当于两套完全独立的结构光三角测距系统的加性组合，所以传统结构光系统中影响测量精度的因素同样也影响双摄像机结构光系统的测量精度。(激光条纹中心线的提取是影响测量精度的关键因素。物体表面反射率和形状的变化会给提取激光条纹中心线带来误差，时空分析法可以校正这些误差。但这种方法不适合有图像噪声的情况，图像噪声会给深度数据引入

2、误差。我们提出了一种利用可变方向模板检测激光条纹中心的方法，这种方法不仅可以消除噪声的影响，而且还可以有效地保留细节信息。我们对其它一些影响测量精度的因素也进行了、分析，并给出减小或消除误差的方法。J／采用双摄像机的光学设计最大的优点就是可以解决因遮挡引起的数据缺损的问题，而将从两个不同的图像传感器得到的深度数据进行融合是双摄像机结构光系统中厂关键的问题。峨们提供了两种可供选择的数据融合方案。另外，在物体表面反射率较＼低的区域(比如黑色的头发)和光线散失的局部表面区域(比如镜面反射区)，也都会引起数据缺损的问题。我们利用从轮廓得到的深度数据来修复由这些特殊反射区引

3、起的、数据缺损。文在生成多层次细节的三角网格模型的过程中，我们根据人面部的生理特征，把三．维面部模型划分不同的区域。(由于在网格简化过程中引入了人的先验知识，我们可以得到更好的模型简化效果A'关键词：测距系统，主动式三角法／结构光，数据融合，深度数据，网格简化，多分辨率造型，双摄像机．华中科技大学硕士学位论文IIIABSTRACTInthedissertation，precisionfactors，problemsofdatalossandsimplificationofmeshinalaserstripetriangulationrangefindingsyst

4、emusingtwocamerashavebeenanalyzed．Thisdissertationincludesthreeparts：analysisofprecisionfactors，studyofdatainteg[ity—andsimplificationof3Dgeometricmodels．’-Thesystemisequivalenttotwoindependenttraditionalstructuredlightsystemsusing．onecameraaddingtogether,sothefactorsthatcausesystemat

5、icdistortionsoftherangedataintraditionalstructuredlightsystems，alsoinducedistortionsinstructuredIightsystemsusingtwocameras．Theaccuracyofopticaltriangulationmethodshingesontheabilitytolocatethecenterofthelaserstripe．Byanalyzingthetimeevolutionofthereflectedlightimagedontothesensor,dis

6、tortionsinducedbyshapeandreflectancechangescanbecorrected．ThisspacetimemethodissusceptibletonoiseariseninCCDimages，whichdegradetherangedata．Newmethodpresentedinthisdissertationstartsbyconvolvingagivenimagewithmasksinaselectednumberofdirections．Byusingthismetlmd，notonlytherangedataares

7、moothedandlow—pass．filteredtoremovetheeffectofthenoise．butalsothedetailsofgeometricinformationareke·pt．OtheraccuracylimitationsareobservedandcorrespondingmethodstoreducedistortiORSarepresented．ThemainadvantageoftwocamerasdesignistoresolvedatalOSSproblemscausedbyocclusions．Theintegrati

8、onoft