1、本論文主要針對(duì)機(jī)器視覺(jué)中編碼結(jié)構(gòu)光的產(chǎn)生、更靈活的不標(biāo)定三維重構(gòu)技術(shù)進(jìn)行研究.提出了基于單幅二維圖像的不標(biāo)定自適應(yīng)三維歐氏重構(gòu)方法,該方法通過(guò)一個(gè)內(nèi)外參數(shù)均未知且變化可調(diào)的攝像機(jī)攝取三維場(chǎng)景的圖像,利用單幅圖像就可恢復(fù)該三維場(chǎng)景的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù),重構(gòu)三維場(chǎng)景的三維形貌.基于當(dāng)前國(guó)際上的研究現(xiàn)狀,以及課題來(lái)源的要求,本論文確定了以下兩個(gè)方面作為主要的研究?jī)?nèi)容:(1)研究偽隨機(jī)彩色空間編碼三維場(chǎng)景特征化技術(shù).即通過(guò)對(duì)三維場(chǎng)景表面進(jìn)行偽隨機(jī)彩色

2、空間編碼,并根據(jù)偽隨機(jī)編碼的一個(gè)重要屬性--窗口特性,使三維場(chǎng)景表面上的每一個(gè)采樣點(diǎn)都可以被唯一辨識(shí),解決三維表面重構(gòu)時(shí)匹配點(diǎn)識(shí)別難題.(2)三維場(chǎng)景不標(biāo)定自適應(yīng)重構(gòu)的算法.對(duì)于不同的或變化的場(chǎng)景,攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)與外部參數(shù)可能需要調(diào)整,如對(duì)于不同的光強(qiáng)需要調(diào)整光圈的大小,對(duì)于不同的景深需要調(diào)整焦距的長(zhǎng)短,甚至需要調(diào)整攝像機(jī)的光軸與編碼投影系統(tǒng)的光軸之間的傾角,以使采樣范圍正好落在被照明的范圍內(nèi).本論文研究了在這種系統(tǒng)參數(shù)可變且未知的情

3、況下,如何通過(guò)空間編碼投影系統(tǒng)所提供的幾何約束,不需標(biāo)定,在歐氏空間重構(gòu)三維場(chǎng)景.具體的研究方法如下:利用可編程彩色LC D投影儀、彩色數(shù)碼攝像機(jī)與計(jì)算機(jī)圖像處理設(shè)備組成編碼結(jié)構(gòu)光三維場(chǎng)景視覺(jué)重構(gòu)系統(tǒng);利用LCD可編程特性,研究合適的偽隨機(jī)空間彩色編碼方法,如研究偽隨機(jī)編碼的窗口大小、測(cè)量視場(chǎng)、編碼密度、空間分辨率、三維重構(gòu)精度等.在三維重構(gòu)的方法上,把彩色編碼結(jié)構(gòu)光投影儀作為一個(gè)逆向的攝像機(jī)予以考慮,使整個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)就可以視為含有兩個(gè)攝

4、像機(jī)的典型的雙目立體系統(tǒng),并假定投影儀的內(nèi)部參數(shù)需要事先標(biāo)定,但攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)可以任意改變,且未知.在算法上,采用層次化思想,在四個(gè)幾何層次上建立視覺(jué)系統(tǒng)的成像模型,實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景的重構(gòu).在實(shí)驗(yàn)方法上,通過(guò)調(diào)整攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)(如焦距、鏡頭孔徑大小等)以及攝像機(jī)與LCD投影儀之間的相對(duì)位置和方向來(lái)驗(yàn)證不標(biāo)定系統(tǒng)參數(shù)、自適應(yīng)重構(gòu)三維場(chǎng)景方法的正確性.用傳統(tǒng)的標(biāo)定方法重構(gòu)三維場(chǎng)景,與不標(biāo)定重構(gòu)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證不標(biāo)定方法的可靠性.用不標(biāo)定方