图像测量第五章三维图像测量

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1、主动式三角测量法老哥，我指的地方，你看见了吗？摄像机1摄像机2哪儿呀？都长得一个样，谁分得清啊?无源/被动立体视觉方法的缺点指哪认哪,难认！老哥，我打的地方，你看见了吗？投影仪摄像机是有红色标记的地方吧？看见了，看见了。投光：变无源/被动为有源/主动打哪指哪,易认！主动式三角测量法模式光投影法光点投影法光条投影法组合光投影法编码模式光投影法光点组合光条组合光点光条组合灰度编码彩色编码组合式二值编码时间编码主动式三角测量法光点投影法无投光图像摄像机投影仪光点点状投影光视线2值图像-投光图像阈值(xp,yp)(xi,yi)二维扫描待求物点的三维信息可由投影

2、光束所确定的直线和对应像点的视线在空间中的交点所给出。光点投影法以二维顺序扫描的方式实现对测量空间的编码。主动式三角测量法光点投影法优点：处理简单、可靠。缺点：需要用光点对待测物体进行二维扫描，以得到整幅图像上各像点所对应的物点的三维信息。为了检测出图像中的一个光点以得到该点所对应的的测量数据，需对整幅图像进行处理。测量时间长，不能满足某些对实时性要求高的应用需求。主动式三角测量法光条投影法一维扫描摄像机投影仪光条视线2值图像狭缝投影光(xp,yp)(xi,yI)待求物点的三维位置信息可由狭缝光在空间中形成的平面和对应像点的视线在空间中的交点所给出。-阈值投光图像无

3、投光图像光条投影法以建立投射狭缝光的时间序列的方式实现对测量空间的编码。主动式三角测量法光条投影法中使用的投影仪激光源旋转机构平面镜平面光机械扫描方式主动式三角测量法光条投影法中使用的投影仪电子扫描方式通过计算机控制狭缝状光栅的开闭状态可形成所需要的、用于照射被测物体的平面光。控制器狭缝状光栅掩膜可以按任意编制的顺序打出平面光，也可以同时打出多个平面光。主动式三角测量法灰度编码模式光投影法在投影仪光源的前方放置一掩膜。其中，掩膜上由xp所定义的狭缝处的透光率为f(xp)。如果适当选择f(xp)的取值，使不同的xp所对应的f(xp)的取值各不相同，那么，当投影仪经由这

4、样一个掩膜向待测物体投光时，投射到待测物体上的光的强度将随狭缝方向的变化而变化,从而完成对测量空间的编码。摄像机投影仪等灰度线视线差分图像透光率受控的狭缝投影光(xp,yp)(xi,yI)-投光图像无投光图像主动式三角测量法灰度编码模式光投影法优点：只需要进行一次投光即可得到图像上各像点的空间编码值,特别适用于运动物体的测量。缺点：（1）需要高S/N的图像传感器。（2）易受物体本身反射特性的影响。（3）易受环境背景光的影响。（4）易受物体间存在的相互反射的影响。主动式三角测量法彩色编码模式光投影法在投影仪光源的前方放置一掩膜。其中，掩膜上由xp所定义的狭缝处的颜色为C

5、(xp)。适当选择C(xp)的取值，使不同的xp所对应的C(xp)的取值各不相同，那么，当投影仪经由这样一个掩膜向待测物体投光时，投射到待测物体上的光的颜色将随狭缝方向的变化而变化,从而完成对测量空间的编码。摄像机投影仪等色线视线差分图像颜色受控的狭缝投影光(xp,yp)(xi,yI)-投光图像无投光图像主动式三角测量法组合式二值编码模式光投影法光条投影法和灰度编码模式光投影法的比较从原理上来看，光条投影法可以认为是前述灰度编码模式光投影法的一个特例。由于投射到待测物体上的光的强度仅取分别对应于狭缝开、闭两种状态的“有光”（一般取为系统所能提供的最大灰度）和“无光”（一

6、般取为0）两种灰度值，故该方法克服了灰度编码模式光投影法的主要缺点，具有抗干扰能力强、受物体本身的反射特性影响小等优点。但是，如前所述，这种方法也有其自身的缺点，即一次测量仅能得到相应光条位置处的三维信息。组合式二值编码模式光投影法：将上述两种方法进行组合以克服各自的缺点、并尽可能保留各自的优点。主动式三角测量法组合式二值编码模式光投影法主动式三角测量法组合式二值编码模式光投影法整个测量空间的形状为一四角锥。用一个比特按上述方式对整个空间进行编码，实际上相当于把测量空间分解成两个不相交的子空间。这些子空间的形状仍为四角锥，但横向有收缩。这样，对于空间中的一个物点而言，

7、若经过上述处理，该点所对应的像点获得了编码值“1”，则表明相应的物点位于左图中由白色标记的子空间内；否则，位于同图中由灰色标记的子空间内。10主动式三角测量法组合式二值编码模式光投影法同理，可将经由第二个掩膜所产生的模式光投向待测物体，并经过与上述处理类似的处理用另一个比特完成对测量空间的又一次“粗”编码。该次“粗”编码的结果也把整个测量空间按照左图所示的模式分解成两个不相交的子空间。相应地，我们可以得到另一幅关于测量空间的1bit编码图像。与前类似，对于空间中的一个物点而言，若该点所对应的像点在编码过程中获得了编码值“1”