基于区域一致性与投票评分机制的双目多线激光条纹立体匹配

作     者：邓磊 刘桂华 黄会明 邓豪 饶伟 刘天赐 

作者机构：西南科技大学信息工程学院 特殊环境机器人技术四川省重点实验室 绵阳师范学院 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：装备预先研究共用技术项目(50927010302) 广东电网公司广州供电局委托项目(080044KK52190002) 

主　　题：三维重建 多线激光 激光条纹匹配 立体视觉 

摘      要：针对双目多线激光（Binocular Multi-Line Laser,BMLL）三维（Three-dimensional, 3D）重建系统中，因被测物表面调制和遮挡引起激光条纹（Laser Stripe, LaSt）出现不规则断裂与变形，导致LaSt立体匹配精度和鲁棒性较差的问题，提出了一种基于区域一致性（Regional Consistency, RC）与投票评分机制的匹配方法。该方法首先通过系统标定获取LaSt的二维直线方程及三维激光平面方程。然后，利用RC约束进行粗匹配，确定左图激光中心点在右图中的粗定位区域。接着，结合重投影和投票评分机制，实现LaSt的精确匹配。最后，通过反向匹配策略，确保右图中未匹配LaSt的正确匹配。实验结果表明，所提方法在不同分布类型的LaSt上均表现出较优的匹配效果，平均匹配准确率为98.746%，平均重建率为81.599%，标准球体重建的直径误差小于0.107mm，此外，该方法在不同实验对象及硬件平台下展示了良好的适应性。所提方法提升了BMLL 3D重建系统中LaSt的立体匹配效果，为智能制造、导航定位和自动化修复等应用提供了的技术支持。