基于单目视觉及线激光的非规则小尺寸物体三维重构

作     者：李奎 陈华 王婷婷 刘波 

作者机构：河海大学机电工程学院 河海大学数学学院 

出 版 物：《计算机测量与控制》 (Computer Measurement & Control)

年 卷 期：2025年

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：江苏省自然科学基金面上项目(BK20201159) 

主　　题：三维重构 单目视觉 线激光 非规则 小尺寸 

摘      要：针对非规则小尺寸物体三维重构的问题，提出了一种基于单目视觉和旋转线激光的三维重构方法。采用张正友标定法求解相机内外参数完成相机标定，利用整体最小二乘法拟合得到线激光平面在相机坐标系中的平面方程完成光平面标定，基于加权最小二乘法求解物体旋转时的旋转轴方程实现旋转轴标定；利用单目相机对旋转物体上的线激光图像进行采样，采用高斯滤波和重心法得到激光线条的中心线坐标，根据系统标定结果计算得到物体的三维点云；通过下采样和混合采样算法对三维点云进行数据量精简和平滑滤波处理，并基于Delaunary生长算法将点云曲面化以实现物体的三维重构；以一款镜头为实验对象进行了三维重构实验，对得到的三维重构模型进行了半径尺寸测量。结果表明：重构模型的外圈轮廓半径平均误差小于0.5mm，最大误差小于1mm，标准差小于0.7mm，验证了本文提出的方法在保证一定精度的条件下对物体三维重构的可行性和通用性。