编码光全景测量装置设计

摘要

由于编码光三维测量技术具有非接触、高灵敏度、高测量准确度、自动化程度高等众多优点，目前已在航空航天、模型制造、逆向工程、医疗和人脸识别等领域得到了广泛的应用。
　　系统标定对三维测量系统完成测量任务起到了至关重要的作用。由于平面模板标定方法标定过程简单、操作灵活，因此本文借助该方法实现摄像机的标定。而投影机可以看作是逆向的摄像机，但投影机只能投影图像而不能拍摄图像，因此本文提出了一种将正交相移编码与平面模板标定方法相结合的投影仪标定方法来求解投影机成像面上的二维坐标，实现投影机的标定。
　　由于编码光三维测量系统测量的范围有限，每次只能针对被测物体表面的部分数据进行测量，要得到物体表面的所有数据，需要通过旋转和平移进行多次测量，并将旋转和平移前后测量的点云数据统一到同一坐标系下，即实现点云数据的拼接。针对拼接问题本文提出了一种基于FASTRAK电磁拼接的点云拼接方法，并对其拼接原理、拼接过程进行了研究。
　　搭建系统实验平台，标定摄像机和投影机，采用测量系统进行平面和曲面测量实验，并分析测量误差。对被测物体的不同角度进行测量，并采用FASTRAK电磁方位追踪系统完成实际的拼接实验。实验结果表明，标定完成后测量得到的重构平面误差较小，满足测量准确度的要求。被拼接的物体表面平滑真实，拼接准确度高，且拼接速度快。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 摄像机和投影机标定方法研究现状

1．3 拼接方法研究现状

1．4 课题来源及主要工作

第2章 Zhang氏法与正交相移结合的装置标定

2．1 系统数学模型

2．2 摄像机标定

2．2．1 Zhang氏法

2．2．2 验证实验与误差分析

2．3 投影机标定

2．3．1 Zhang氏法与正交相移结合

2．3．2 验证实验与误差分析

2．4 本章小结

第3章 FASTRAK电磁方位追踪点云拼接

3．1 点云拼接过程中的坐标变换

3．2 FASTRAK电磁方位追踪拼接方法及装置

3．2．1 FASTRAK电磁方位追踪系统

3．2．2 拼接原理与装置

3．3 拼接验证实验

3．4 本章小结

第4章 编码光三维测量及拼接实验

4．1 编码光三维测量及拼接装置组建

4．2 编码光三维测量实验

4．2．1 平面测量实验

4．2．2 曲面测量实验

4．3 FASTRAK电磁拼接实验

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢