A LOW-COST 3D RECONSTRUCTION SYSTEM USING A SINGLE-SHOT PROJECTION OF A PATTERN MATRIX

摘要

Dieses Papier stellt die Hauptmerkmale des Systems SingleShot3DSL und einige experimentelle Ergebnisse damit vor. Das Rekonstruktionssystem basiert auf dem Ansatz mit strukturiertem Licht und besteht aus einer einzelnen handelsublichen Digitalkamera und einem Musterprojektor. Das mathematische Model zur 3D Rekonstruktion basiert auf den Kollinearitätsgleichungen. Die Strategic zur Codie-rung der Muster wurde so ausgelegt, dass eine vollautomatische Mustererkennung ermoglicht wird. Die Methode zur Kalibrierung erlaubt die Bestimmung des Rich-tungsvektors jedes Musters und der Koordinaten des Projektionszentrums des Musterprojektors. Zur Kalibrierung werden mehrere Aufnahmen einer Ebene aus unterschiedlichen Distanzen und Richtungen erzeugt. Dabei wurden mehrere Pro-zessschritte kombiniert, um eine zuverldssige Lösung fur die Lokalisierung der Muster zu erreichen. Zur Analyse der Genauigkeit und des Potentials der Methode wurde ein Prototypsystem erstellt, das in einer einzelnen Plattform den Musterprojek-tor und die Digitalkamera integriert. In Experimenten mit realen Daten konnte eine relative Genauigkeit von 0-2 mm in Aufnahmerichtung erzeugt werden.%The purpose of this work is to present the main features of a structured light system and some experimental results. The system, named SingleShot3DSL, is based on a single off-the-shelf digital camera and a pattern projector. The mathematical model for 3D reconstruction is based on the collinearity equations. A pattern codification strategy was developed to allow fully automatic pattern recognition. A calibration methodology enables the determination of the direction vector of each pattern and the coordinates of the perspective centre of the pattern projector. The calibration processes are carried out with the acquisition of several images of a plane taken from different distances and orientations. Several processes were combined to provide a reliable solution for pattern location. In order to assess the accuracy and potential of the methodology a prototype was built, integrating a pattern projector and a digital camera in a single mount. Experiments using reconstructed surfaces with real data indicated that a relative accuracy of 0-2 mm in depth could be achieved.