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基于相移轮廓术的双采样运动物体三维重构

红外与激光工程 2023年第12期52卷 173-178页

作者：张庆辉李浩吕磊卢盛林潘威河南工业大学信息科学与工程学院河南郑州450001 广东奥普特科技股份有限公司研发部广东东莞523000

相移轮廓术因其高精度和高鲁棒性广泛应用于三维重构。由于需投射多幅条纹图到物体表面,相移轮廓术要求物体在重构过程中保持静止,导致运动物体的三维重构精度较低。文中提出了一种基于相移轮廓术的双采样运动物体三维重构方法。首先调... 详细信息

相移轮廓术因其高精度和高鲁棒性广泛应用于三维重构。由于需投射多幅条纹图到物体表面,相移轮廓术要求物体在重构过程中保持静止,导致运动物体的三维重构精度较低。文中提出了一种基于相移轮廓术的双采样运动物体三维重构方法。首先调整相机和投影仪时序,使投影仪投射一幅条纹图的同时,相机完成两次采集。然后分析物体运动对双采样条纹图的影响,并建立条纹描述方程。结合物体的运动信息,提取混合相移条纹图中的相位信息。最终对拍摄条纹图进行复用,提高运动物体的三维重构帧率。实验结果表明,该方法不仅可以精确重构运动物体,减少运动误差,还在投影速度受限的前提下提高了运动物体的三维重构帧率。

关键词：相移轮廓术动态测量三维重构高帧率

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引气混凝土气泡尺寸分布的三维重构

材料研究学报 2007年第6期21卷 613-621页

作者：陈惠苏孙伟东南大学江苏省土木工程材料重点实验室

基于体视学和几何概率理论给出了引气混凝土三维气泡尺寸重构方法,由二维平面上气泡截面圆的直径分布计算气孔的实际尺寸分布,并生成了一个多尺度分布的立方体模型结构验证了该三维重构方法的合理性.然后,使用邻近粒子表面最近间距的解... 详细信息

基于体视学和几何概率理论给出了引气混凝土三维气泡尺寸重构方法,由二维平面上气泡截面圆的直径分布计算气孔的实际尺寸分布,并生成了一个多尺度分布的立方体模型结构验证了该三维重构方法的合理性.然后,使用邻近粒子表面最近间距的解析解研究了气泡细度和混凝土含气量对邻近气泡表面最近间距平均值的影响,并与用传统方法得到的气泡间距因子进行了比较.结果表明,在含气量相同的条件下,用传统方法得到的气泡间距因子是邻近气泡表面最近间距平均值的3—4倍.该方法的给出,为从二维截面上获得的引气混凝土中的气泡截面圆信息获取实际气泡在三维空间中的气泡间距信息提供了依据.

关键词：无机非金属材料引气混凝土间距因子气泡尺寸分布三维重构

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深孔内表面结构光三维重构

红外与激光工程 2018年第11期47卷 214-220页

作者：丁超唐力伟曹立军邵新杰邓士杰陆军工程大学(石家庄校区)火炮工程系河北石家庄050003 陆军工程大学(石家庄校区)车辆与电气工程系河北石家庄050003

为实现针对深孔内表面几何形状的高精度三维重构,搭建了一套基于结构光的三维检测系统。首先,介绍了该检测系统的构成及相关测量原理,并验证了在某一确定范围内图像距离与实际距离近似呈线性关系,该论断为后续检测奠定了坚实的理论基础... 详细信息

为实现针对深孔内表面几何形状的高精度三维重构,搭建了一套基于结构光的三维检测系统。首先,介绍了该检测系统的构成及相关测量原理,并验证了在某一确定范围内图像距离与实际距离近似呈线性关系,该论断为后续检测奠定了坚实的理论基础;然后,针对深孔模型实物以及对应的内表面展开成平面模型分别进行结构光检测,从而验证了检测方案的可行性以及检测系统的实际效果。结果表明:该检测方案在理论上可行,在实际应用中系统的检测精度能够达到亚像素水平,绝对偏差控制在0.034 7 mm的范围内;最后,在实际应用于深孔类零部件内表面检测的过程中,实现了针对该零部件内表面几何形状的高精度三维重构。

关键词：深孔结构光三维重构

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复杂地质界面三维重构与评价方法

岩石力学与工程学报 2015年第3期34卷 556-564页

作者：孙波刘大安中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

在运用平面地质图数据、露头数据和钻孔数据进行复杂地质体三维地质界面重构的过程中,详细分析三维地质界面重构中的几个核心问题,包括:界面确定、三维插值、几何造型和合理性评价。在此基础之上提出基于地质成因分析的地质界面重构方法... 详细信息

在运用平面地质图数据、露头数据和钻孔数据进行复杂地质体三维地质界面重构的过程中,详细分析三维地质界面重构中的几个核心问题,包括:界面确定、三维插值、几何造型和合理性评价。在此基础之上提出基于地质成因分析的地质界面重构方法,此方法可以更好地整合复杂多样的地质数据,更合理有效地确定复杂的地质界面,并且使三维地质界面重构和三维地质建模更加的智能化,即减少人为的干预。最后用一个工程应用实例对此进行展示和验证。

关键词：工程地质地质界面断层插值曲面拟合三维重构三维地质建模

基于组网雷达的空间旋转对称进动目标三维重构

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系统工程与电子技术 2016年第10期38卷 2281-2286页

作者：胡晓伟童宁宁王建业丁姗姗赵小茹空军工程大学防空反导学院陕西西安710051

对于空间旋转对称进动目标,单部雷达成像仅能获得目标在雷达视线(line of sight,LOS)方向的一个切面,无法反映目标真实的三维结构,同时进动增加了成像的复杂度。利用组网雷达多视角观测的特点,提出一种基于组网雷达的旋转对称进动目标... 详细信息

对于空间旋转对称进动目标,单部雷达成像仅能获得目标在雷达视线(line of sight,LOS)方向的一个切面,无法反映目标真实的三维结构,同时进动增加了成像的复杂度。利用组网雷达多视角观测的特点,提出一种基于组网雷达的旋转对称进动目标三维重构方法。首先建立了旋转对称进动目标的回波模型;在估计视线-轴线夹角的基础上,采用复数逆投影方法实现进动目标的二维成像,并分析了允许的夹角误差范围;基于分布式雷达二维图像,提出一种适用于旋转对称目标的三维重构方法,通过对各二维图像进行空间定标、匹配融合、强点检测和曲线圆拟合,最终实现目标的三维重构;最后通过仿真实验初步验证了该方法的有效性。

关键词：组网雷达旋转对称进动目标复数逆投影三维重构

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基于CGAL的岩石裂隙面三维重构方法研究

岩石力学与工程学报 2020年第S2期39卷 3450-3463页

作者：彭守建吴斌许江施若然闫发志吴善康重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 哥伦比亚大学计算机科学系美国纽约10027

水力压裂后裂隙的几何学特征决定了裂隙岩体强度、变形行为及渗流特性。为进一步定量分析剪应力–注水压力耦合作用下砂岩裂隙面表面粗糙度、隙宽、产状和分形特征等,提出一种基于计算几何算法库(computational geometry algorithms lib... 详细信息

水力压裂后裂隙的几何学特征决定了裂隙岩体强度、变形行为及渗流特性。为进一步定量分析剪应力–注水压力耦合作用下砂岩裂隙面表面粗糙度、隙宽、产状和分形特征等,提出一种基于计算几何算法库(computational geometry algorithms library,CGAL)的裂隙面三维重构方法。结合水力压裂试验后含裂隙试件CT扫描图像的灰度分布特征,优化了其预处理方法以保证三维重构的准确性,采用Delaunay细化方法重构了试验后含裂隙试件,并用随机抽样一致算法检测试件表面,实现了自动校正倾斜、统一空间位置,最终通过裁切可单独提取裂隙面,并通过裂缝沟通体积、裂缝沟通面积和分形维数对其进行了量化表征。结果表明,基于CGAL三维重构后的裂隙模型可再现砂岩试样在剪应力–注水压力耦合作用下内部裂隙的发育特征,为岩石裂隙面几何特征的量化表征及裂隙面渗流特性数值模拟研究提供了基础。

关键词：岩石力学 CT 裂隙面三维重构计算几何算法库 Delaunay细化

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基于参数域映射及B样条插值的三维重构方法

中国激光 2007年第7期34卷 977-982页

作者：吴凤和张晓峰燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004

利用单目CCD图像进行物体表面非接触测量的核心是基于单幅图像的三维重构技术,常采用由阴影恢复形状(SFS)的方法实现三维重构。当图像分辨率较低时,通过由阴影恢复形状的方法重构的三维表面模型其分辨力较差,无法满足实际要求。为此提... 详细信息

利用单目CCD图像进行物体表面非接触测量的核心是基于单幅图像的三维重构技术,常采用由阴影恢复形状(SFS)的方法实现三维重构。当图像分辨率较低时,通过由阴影恢复形状的方法重构的三维表面模型其分辨力较差,无法满足实际要求。为此提出了一种基于参数域映射及B样条插值的三维重构方法。采用B样条插值技术对图像进行放大处理,通过像素的参数域映射减小图像的失真及高频信息的丢失,根据放大后图像的灰度信息重构物体的三维表面模型。实验表明,基于参数域映射及B样条技术的图像插值方法很好地保护了图像的细节,利用该方法进行三维重构能够有效改善重构模型的分辨力和光顺性,为提高三维表面非接触测量精度创造了条件。

关键词：图像处理三维重构参数域映射 B样条分辨力

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基于超声波的果树冠层三维重构与体积测量

农业工程学报 2010年第11期26卷 204-208页

作者：俞龙洪添胜赵祚喜黄健张霖华南农业大学南方农业机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室广州510642

为了克服地面不平整和拖拉机非线性行驶对果树冠层参数测量的影响,该文在超声波传感器阵列测量果树冠层体积技术的基础上,使用RTK-DGPS空间定位技术和姿态航向参考系统,通过空间坐标的平移和旋转转换,直接获得以大地坐标表示的果树冠层... 详细信息

为了克服地面不平整和拖拉机非线性行驶对果树冠层参数测量的影响,该文在超声波传感器阵列测量果树冠层体积技术的基础上,使用RTK-DGPS空间定位技术和姿态航向参考系统,通过空间坐标的平移和旋转转换,直接获得以大地坐标表示的果树冠层的三维点阵云图数据,通过PC机后台处理重构果树冠层三维轮廓和计算果树冠层体积,并详细介绍了系统的结构与工作原理。以果园荔枝树为试验对象,采用该系统对15棵不同高度和体积的果树进行了3次重复试验,另对56棵树的测量结果与人工测量结果进行了对比分析,试验结果表明该方法具有较好的重复性(R2>0.9341,RMSE三维重构和体积测量。

关键词：果树冠层三维重构体积测量超声波传感器姿态航向参考系统

基于匹配滤波的Gm-APD激光雷达三维重构算法研究

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红外与激光工程 2020年第2期49卷 141-148页

作者：马乐陆威姜鹏刘迪王鹏辉孙剑峰哈尔滨工业大学光电子技术研究所可调谐激光技术国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001 复杂系统控制与智能协同技术重点实验室北京100074 中国空空导弹研究院河南洛阳471009

Geiger mode Avalanche Photo Diode(Gm-APD)激光成像雷达三维重构常用的峰值法对于异常峰会提取到错误的目标位置,阈值选取整数会造成重构三维像信噪比不高及目标缺失等。针对此问题,提出了基于加权一阶类高斯匹配滤波算法,通过对脉冲... 详细信息

Geiger mode Avalanche Photo Diode(Gm-APD)激光成像雷达三维重构常用的峰值法对于异常峰会提取到错误的目标位置,阈值选取整数会造成重构三维像信噪比不高及目标缺失等。针对此问题,提出了基于加权一阶类高斯匹配滤波算法,通过对脉冲回波触发频数直方图的拟合归一化得到权重窗口平滑直方图再次选取峰值位置进行重构。应用基于Poisson分布的Gm-APD触发模型理论推导得到该算法的探测率及虚警率表达式并与峰值法对比,理论结果为使用基于加权一阶类高斯匹配滤波算法提取到目标的概率更高,通过Monte Carlo仿真验证了理论推导结果。最后使用两种算法对真实实验数据进行三维重构,主观及客观对比其重构得到的三维距离像,基于加权一阶类高斯匹配滤波算法在复原效果上较峰值法有了明显提升。结果表明,基于加权一阶类高斯匹配滤波算法在处理低信噪比、实时三维重构等方面具有良好的实际应用前景。

关键词： Gm-APD 激光成像雷达三维重构