| 【中文题名】 | 基于计算机视觉的三维形体检测方法的研究 |
| 【英文题名】 | Research of 3D Reconstruction Methods Based on Computer Vision |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-6-11 |
| 【中关键词】 | 逆向工程,投影光栅法,标定,系统参数,三维重构, |
| 【英关键词】 | Reverse Engineering,Grating Projection,Calibration,System Parameters,3D reconstruction, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>集中检测与巡回检测系统 |
| 【论文摘要】 |
在以计算机、微电子、光电通信等为主导的信息技术飞速发展的今天,三维几何形状检测及其重构技术已被广泛应用于生产自动化、机器人视觉、CAD、虚拟现实和医学映像诊断等领域。但是,如何快速而准确地获取被测物体表面的三维几何形状信息,并根据这些信息对被测物体形状进行三维恢复,是困扰着众多从事这方面研究工作人员的一项重要技术难题。
本文研究探讨了一种非接触性的快速获取三维物体几何形状的检测方法-投影光栅法,它采用普通白光将矩形光栅投影于被测物体表面上,由于物体外形凹凸等几何形状变化而在物体表面产生畸变条纹。用CCD摄像头摄取这些畸变条纹信息,由于这些畸变条纹包含了物体表面形状的三维信息,我们通过对这些图像进行一系列处理,然后再根据相应的数学模型可以得到被测物体表面的三维外形数据信息。
由于系统参数的准确与否极大地影响三维重构的精度。所以本文对系统的标定做了重点研究—即确定要标定哪些系统参数,怎样标定这些系统参数以及如何利用现有的转换模型和试验结果检验标定的系统参数的准确性。在本文的最后,分析讨论了整个算法的优缺点和课题需进一步研究的问题。 |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-8 |
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第一章：绪论 |
8-13 |
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1.1 课题背景 |
8 |
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1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
8-10 |
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1.2.1 逆向工程的基本概念 |
8-9 |
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1.2.2 逆向工程的应用领域 |
9 |
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1.2.3 逆向工程的发展趋势 |
9-10 |
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1.3 研究问题的提出 |
10-12 |
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1.3.1 研究的内容 |
10 |
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1.3.2 三维重构在应用中存在的问题 |
10-11 |
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1.3.3 本课题的任务 |
11-12 |
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1.4 论文结构安排 |
12-13 |
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第二章：逆向工程中的关键技术 |
13-22 |
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2.1 实物数字化技术 |
13-14 |
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2.1.1 接触式测量方法 |
13 |
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2.1.2 非接触式测量方法 |
13-14 |
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2.2 三维模型重建 |
14-20 |
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2.2.1 摄像机的定标 |
15-18 |
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2.2.2 二维-三维 |
18-20 |
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2.3 测量数据的预处理 |
20-21 |
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2.4 表面片的拟合技术 |
21-22 |
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第三章：测量系统的标定 |
22-35 |
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3.1 摄像机标定的意义 |
22-23 |
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3.2 理想摄像机模型 |
23-26 |
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3.2.1 计算机图像坐标系及图像坐标系 |
23-24 |
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3.2.2 摄像机坐标系及世界坐标系 |
24 |
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3.2.3 针孔透视变换模型 |
24-26 |
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3.3 实际摄像机模型 |
26-27 |
|
3.4 本系统的摄像机标定 |
27-34 |
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3.4.1 标定方法的理论基础 |
27-29 |
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3.4.2 内外参数的求解 |
29-34 |
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3.5 实验结果 |
34-35 |
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第四章 三维测量 |
35-51 |
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4.1 引言 |
35 |
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4.2 系统组成 |
35-36 |
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4.2.1 电荷耦合器件CCD |
35-36 |
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4.2.2 图像采集卡 |
36 |
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4.3 三角法理论数学模型 |
36-40 |
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4.3.1 光学系统成像原理 |
36-39 |
|
4.3.2 三角法原理分析 |
39-40 |
|
4.4 基于计算机视觉的测量原理 |
40-47 |
|
4.4.1 计算机视觉测量原理 |
40-41 |
|
4.4.2 计算机立体视觉测量方法 |
41-47 |
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4.5 实验结果及系统误差分析 |
47-51 |
|
4.5.1 试验结果 |
47-49 |
|
4.5.2 误差分析 |
49-51 |
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第五章：总结 |
51-53 |
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5.1 课题中完成的工作 |
51 |
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5.2 课题中尚存在的问题及对工作的展望 |
51-52 |
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5.3 结束语 |
52-53 |
|
致谢 |
53-54 |
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参考文献 |
54-57 |
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作者硕士期间发表的论文 |
57 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.383450 |
