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中国激光 2020年第11期47卷 266-275页

作者：张子健程效军曹宇杰王峰喻月同济大学测绘与地理信息学院上海200092 自然资源部现代工程测量重点实验室上海200092 广州市城市规划勘测设计研究院广东广州510060 城市空间信息工程北京市重点实验室北京100038

针对单一点云数据在古遗迹数据存档和模型重建过程中存在数据缺失的问题,以柬埔寨吴哥女王宫遗址为例,提出一套完整和高效的数字化记录与重建方案。通过结合地基激光雷达点云与无人机影像视觉点云,可以解决模型重建过程中激光与视觉点... 详细信息

针对单一点云数据在古遗迹数据存档和模型重建过程中存在数据缺失的问题,以柬埔寨吴哥女王宫遗址为例,提出一套完整和高效的数字化记录与重建方案。通过结合地基激光雷达点云与无人机影像视觉点云,可以解决模型重建过程中激光与视觉点云的配准和融合以及模型构建与修补等关键问题,从而获得目标对象的三维模型。在此基础上,进一步提出的模型应用成果场景漫游动画和平立剖面图,能够更好地为吴哥女王宫保护、修复和研究提供静态和动态数据基础。所提方案能够为古遗迹保护过程中的数据采集、数字化存档、数据分析、场景展示和遗迹修复等多方面提供数据基础与技术参考,进一步推动激光雷达在该领域中的应用。

关键词：遥感激光雷达激光与视觉点云点云配准与融合三维重建遗址古迹

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一种高反光物体的三维测量方法

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光学与光电技术 2023年第2期21卷 11-19页

作者：李明航曹益平吴海涛李智超王林溪李红梅四川大学电子信息学院四川成都610064

条纹投影轮廓术在测量高反光物体时表面会出现过度曝光的现象,致使对应区域的相位数据缺失。提出一种高反光物体直线运动的三维测量方法。仅向高反光物体投影一帧固定光栅,随着物体在投影区域直线运动,采集两帧高反光区域不重合位置的... 详细信息

条纹投影轮廓术在测量高反光物体时表面会出现过度曝光的现象,致使对应区域的相位数据缺失。提出一种高反光物体直线运动的三维测量方法。仅向高反光物体投影一帧固定光栅,随着物体在投影区域直线运动,采集两帧高反光区域不重合位置的变形条纹图像。随后,通过所提的具有单帧特性的计算莫尔轮廓术分别从这两帧变形条纹图像中进行物体在这两个位置的初步三维重建。最后,通过像素匹配、点云配准与融合获得物体完整三维重建。该方法在不增加额外设备的条件下,只用一帧光栅,实现了比传统单目自适应条纹投影算法更高的精度,提高了测量的实用性。实验结果证明该方法的可行性和有效性。

关键词：光学三维测量计算莫尔轮廓术条纹投影轮廓术高反光物体点云配准与融合像素匹配

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基于双目视觉的物体三维重建系统研究

基于双目视觉的物体三维重建系统研究

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作者：符亚云华北水利水电大学

学位级别：硕士

随着计算机的飞速发展,三维测量方式发生了巨大变化,光学三维测量技术成为研究的热点。光学三维测量系统的结构比较简单、测量效率和测量精度较高,与传统的接触式测量相比,光学三维测量不会对被测物体造成较大影响。光学三维测量技术优... 详细信息

随着计算机的飞速发展,三维测量方式发生了巨大变化,光学三维测量技术成为研究的热点。光学三维测量系统的结构比较简单、测量效率和测量精度较高,与传统的接触式测量相比,光学三维测量不会对被测物体造成较大影响。光学三维测量技术优点众多,被广泛应用于医疗、航空、生产等领域。本课题将光学三维测量应用于文物数字化,以便对文物进行重建和数字化保存。双目立体视觉通过模拟人类双眼视物的功能,实现对物体的重建与测量,在光学三维测量领域中,双目立体视觉有着举足轻重的作用。本课题采用双目立体视觉系统对陶瓷瓶进行重建,由于陶瓷瓶纹理较少,重建效果并不理想。为了改善陶瓷瓶的重建结果,在双目立体视觉的基础上增加格雷码编码结构光的投射,通过向陶瓷瓶投射编码结构光来增加陶瓷瓶的纹理信息,针对陶瓷瓶对结构光反射较为严重的问题,提出在双目相机镜头前放置偏振片的方法,减少反射光线的影响,改善了陶瓷瓶的重建效果,提高了陶瓷瓶的重建精度,重建结果良好,为文物数字化提供了参考。主要研究工作及成果如下:(1)首先介绍了相机成像模型,在Visual Studio环境下利用Open CV库编写双目相机标定程序,并对本课题的双目相机进行标定。紧接介绍了立体匹配约束和立体匹配的步骤,并利用BM算法、SGBM算法、AD-Census算法对陶瓷瓶进行了三维重建,并对以上三种立体匹配算法进行了比较。(2)由于陶瓷瓶的表面纹理信息较少,仅用双目立体视觉无法得出理想的重建结果。本课题设计了水平方向和竖直方向的格雷码编码结构光,在双目视觉的基础上增加结构光投射,通过向陶瓷瓶投射结构光增加陶瓷瓶的纹理信息,提高陶瓷瓶的重建精度。在实验过程中发现陶瓷瓶对编码结构光的反射较为严重,采用在相机镜头前放置偏振片的方法降低反射光的影响,改善了重建效果,重建的点云更加稠密和完整,提高了重建精度。(3)受限于相机的视角,在一个角度下对陶瓷瓶进行图像采集只能重建出该角度下的点云。通过旋转实验台,从不同角度对陶瓷瓶进行图像采集和重建,得到多个角度下的陶瓷瓶点云。首先,采用SAC-IA算法对陶瓷瓶相邻的两片点云进行粗配准,再用ICP算法进行精配准,并对配准好的陶瓷瓶点云进行体素滤波融合。经过多次配准与融合,最终得到完整的陶瓷瓶模型。

关键词：三维重建双目视觉偏振片结构光点云配准与融合

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