基于编码结构光的三维测量技术及其仿真研究(论文答辩)

《基于编码结构光的三维测量技术及其仿真研究(论文答辩)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、重庆理工大学学士学位论文答辩基于编码结构光的三维测量技术及其仿真研究二级学院电子信息与自动化学院专业电子信息工程学号姓名指导教师绪论课题研究背景与传统的二维图像相比，物体的三维图像能够更加全面、真实地反映客观物体，提供更加丰富而准确的信息。因此，三维测量技术日益成为科学分析、生物工程、医学检测和工业生产等方面研究的重要手段。光学非接触测量是现代三维测量技术的发展方向，其中结构光三维测量技术是近年来的研究热点之一。绪论编码结构光法三维测量技术编码结构光法三维测量是把按某种方法形成的编码图案投射到被测物体表面从而获得物体三维信息。根据编码方法按照一定的方式进行

2、解码，可得到图案上各个点所对应的投射角，利用结构光基本公式就可以得到物体表面的三维信息，编码结构光是最可靠的三维测量技术之一。这种方法测量精度较高，图像获取时间较短，是目前结构光三维视觉的主要发展方向。绪论本课题研究的内容1、研究格雷码编解码方法，设计投射的编码图案和投射方式。2、运用3dsmax软件仿真三维测量系统并获得仿真的拍摄图像。3、运用Matlab软件编程得到格雷码编码条纹图案以及对拍摄图像进行处理，从而得到景物表面点坐标和重构图。4、对不同几何体进行仿真实验，对实验结果进行分析。格雷码编解码原理及系统设计扫描角的确定能否精确地确定扫描角是整个测

3、量系统的关键。（该扫描角以OB边为基准）其中N为编码总数，k为P点所在的编码区域，将代入系统的数学模型公式即可得到点P的三维坐标。格雷码编码格雷码表示为：二进制码表示为：n位二进制转换到n位格雷码：格雷码解码n位格雷码转换到n位二进制：D代表十进制码，格雷码转换为十进制：格雷码条纹图案实现clearall%读取一幅640×480的图像I=imread('i.jpg');%图像灰度化J=rgb2gray(I);figure%生成格雷码编码条纹图A=J;A(:,1:320)=0;A(:,321:640)=255;subplot(3,3,1),imshow(A)

4、,…title('a)第一幅格雷码条纹图');B=J;B(:,1:160)=0;B(:,161:480)=255;B(:,481:640)=0;subplot(3,3,2),imshow(B),…title('b)第二幅格雷码条纹图');生成的格雷码条纹图案第一到第七幅格雷码条纹图案：基于格雷码编码的三维测量系统设计测量系统主要由投影仪、摄像机、被测物体和计算机组成。系统原理图M是摄像机镜头中心，O是投影仪光源中心，OM=B。系统在XOY面上的投影图中阴影部分为可测区域。X：250~600mmY：90~460mmZ：-150~150mmB=550mm投影仪

5、光源中心线与摄像机镜头光轴均在XOY面上。摄像机坐标系M、H分别即为摄像机获得图片的长、宽的一半，m、h为被测物表面上一点P在图片中的位置。系统数学模型由上面式子得到：要计算出坐标需先计算得到、、。由上式得到：得到点P的坐标：其中，N=128，M=320，H=240，，，。三维重构程序流程图平面测量仿真仿真的被测平面平面格雷码投射条纹图重构的平面平面的测量误差图平面重构误差分析球面测量仿真球心坐标(500.000,-250.000,0)半径为120mm。误差点最大：1.875，最小：-3.489，方差：1.610，最大的相对误差为：0.70%。全亮的强度图

6、像重构的部分球面球面测量沿X轴方向的误差圆锥面测量仿真底面半径：120mm，底面中心坐标：(500.000,-250.000,-100.000)高度：200mm。x：[379.7326,501.7252]y：[-343.7707，-166.6869]z：[-100.2635,97.3032]全亮的强度图像重构的圆锥面圆锥面测量沿X轴方向的误差茶壶面测量仿真仿真的被测茶壶面（视角1）重构的茶壶表面（视角1）重构的茶壶表面（视角2）仿真的被测茶壶面（视角2）总结通过对基于格雷码编码的三维测量系统的分析和设计，使我对三维测量技术有了更深的理解，对各种三维测量方法

7、也有了系统的认识。但是在系统的软件编程过程中也暴露了自己的一些不足之处，还需进一步的学习和提高。敬请各位老师批评和指导！谢谢！