基于并联机构的三维视觉重构系统点云采集及处理

摘要

三维曲面重构是计算机视觉研究领域的一项重要任务，其成果在工业制造、医疗、虚拟现实等领域有着十分广泛的应用。并联机构以其自身的多项优点，近年来倍受关注。将并联机构与结构光视觉技术相结合，构筑了一个具有特殊意义和应用前景的基于并联机构的三维视觉重构系统。
　　本文对基于并联机构的三维视觉重构系统的点云采集、点云配准和点云分割进行了分析和研究。
　　首先，介绍了基于并联机构的三维视觉重构系统的组成，并应用基于并联机构的三维视觉重构系统对摄像机、面结构光进行了标定。将结构光投影到并联机构的工作空间中，通过并联机构带动被观测物体运动，可以获得不同角度的观测图像，实现自动的全方位三维点云采集。
　　其次，基于并联机构的三维视觉重构系统进行数据采集时，每次测量得到的点云数据往往只覆盖物体部分表面。利用并联机构运动过程中的位姿信息，通过坐标变换，将在并联机构不同位姿下获得的局部点云数据独立的变换到适当的坐标系，实现多视点云同时自动配准。
　　再次，实际的曲面模型往往由多张曲面组成，曲面边界和形状常常非常复杂。结合基于并联机构的三维视觉重构系统采集的点云数据特点，采用基于边的点云分割方法，将复杂的数据处理问题简化，有利于提高精度，提高曲面重构效率。
　　最后，通过实验仿真对提出的点云采集及处理算法的有效性和正确性加以验证。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 三维重构系统点云采集、配准及分割研究意义

1.3 点云采集、配准及分割的研究现状

1.4 本文主要研究内容

1.5 本文结构

第2章 基于并联机构的三维视觉重构系统点云采集

2.1 引言

2.2 基于并联机构的三维视觉重构系统

2.3 摄像机标定

2.4 结构光标定

2.5 点云采集

2.6 本章小结

第3章 基于并联机构的三维视觉重构系统点云配准

3.1 引言

3.2 点云配准研究的内容

3.3 基于并联机构的多视点云自动配准

3.4 本章小结

第4章 基于并联机构的三维视觉重构系统点云分割

4.1 引言

4.2 基于并联机构的三维视觉重构系统点云分割方法

4.3 曲线上的边界点

4.4 点云分割线

4.5 本章小结

第5章 算法的设计与分析

5.1 Matlab开发环境

5.2 点云采集相关算法

5.3 点云配准

5.4 点云分割

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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