結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)的建模與標(biāo)定.pdf

1、結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量技術(shù)是目前商業(yè)上最實(shí)用的光學(xué)非接觸三維測(cè)量技術(shù)。它以其原理簡(jiǎn)單、非接觸、高效率、易于實(shí)現(xiàn)、測(cè)試過(guò)程自動(dòng)化和較高的測(cè)量精度等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代測(cè)量領(lǐng)域占有重要地位，受到人們的高度重視，是解決非接觸三維測(cè)量問(wèn)題的一個(gè)有效途徑。它彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量的過(guò)程中損傷物體表面和不能測(cè)量柔性表面物體的缺陷，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多種被測(cè)物體三維形狀的測(cè)量。 本文改進(jìn)了結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，將投影儀的內(nèi)外部參數(shù)引入其中，改進(jìn)了攝像機(jī)和投影儀

2、標(biāo)定方法。在3ds MAX和Matlab軟件的基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，主要研究?jī)?nèi)容如下： 1.由結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)的基本原理出發(fā)，在目前比較典型，應(yīng)用也比較廣泛的三角法數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，考慮了攝像機(jī)鏡頭畸變和圖像傾斜形變的影響，對(duì)模型做了改進(jìn)。 2.在上述攝像機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，將投影儀看作是逆向的攝像機(jī)模型，利用相移法獲得空間點(diǎn)和投影儀DMD點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而在兩步法和平面標(biāo)定法的基礎(chǔ)上改進(jìn)了攝像機(jī)

3、和投影儀的標(biāo)定方法。 3.在3ds MAX中建立結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量仿真系統(tǒng)，并在仿真系統(tǒng)中對(duì)內(nèi)外參數(shù)已知的攝像機(jī)和投影儀進(jìn)行標(biāo)定。利用標(biāo)定后的仿真系統(tǒng)進(jìn)行了物體三維測(cè)量實(shí)驗(yàn)。 4.利用CCD攝像機(jī)和DLP投影儀組建測(cè)量系統(tǒng)，并完成了對(duì)攝像機(jī)和投影儀的標(biāo)定，利用標(biāo)定后的系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)量實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，仿真標(biāo)定參數(shù)的相對(duì)誤差小于0.25％；仿真系統(tǒng)測(cè)量誤差小于0.2mm；物理實(shí)驗(yàn)焦距標(biāo)定誤差小于0.1mm；成像中心點(diǎn)