结构光投影三维面形测量及纹理贴图方法

针对光学三维传感中的纹理映射贴图问题,文章在利用结构光投影双目视觉测量系统获取待测场景面形的三维点云数据后,探究完成物体纹理信息(灰度和彩色)的获取及映射方法。在无额外彩色成像设备的条件下,分别提出了两种(灰度和彩色)纹理获取方法。在使用额外纹理相机前提条件下,首先提出了通过增设标记点实现自由纹理映射的方案。随后,为了摆脱对于标记点的依赖,提出了利用物体本征特征信息实现无约束自由纹理映射的方案。本文提出了不同应用场景下三维点云数据纹理映射的三种实用、可行方案,实验证明了它们的可行性。这些纹理映射方案可为文物数字化、逆向工程等领域提供简单易行的含真彩色纹理的三维信息获取手段。

利用自由拍摄二维图像实现三维点云的纹理贴图

让重建出的物体三维面形附着上物体本征的彩色纹理,使其具有真实感。为了得到纹理数据,在双目相机三维测量结构的基础上,额外添加一个彩色相机以获取纹理。在后续贴图的过程中,需要知晓双目系统及纹理相机的内参和外参,即对双目与纹理相机所组成的系统进行立体标定,若想获得不同角度下的物体纹理信息而改变纹理相机的位置,则应重新进行标定。针对该问题,提出一种增设标记点的方法,仅对系统进行一次初始标定,便可自由使用纹理相机,从而完成纹理相机在任意位置拍摄后的纹理贴图,实验验证该方法具有可行性。该方法减少了纹理相机的频繁标定过程,为点云数据纹理贴图提供便捷易行的实现手段。

基于多视方程的高反光物体表面三维形貌测量

双目结构光三维形貌测量技术在测量高反光物体的过程中,左右图像中对应物体表面的不同位置处出现过度曝光的现象,致使对应区域的相位数据无效。首先将投影系统作为反向相机并与双目系统共同组成多视系统,然后对物体表面的每一点进行多视系统匹配,接着通过调制度来判断每一像素对应相位的有效性,舍弃过曝光图像区域的像素以获得双视共线方程,最后由整体多视方程同时实现三维点云重建。该方法能够有效解决坐标系转换、多系统重建结果的数据冗余和融合误差等问题。实验结果表明,所提方法在500 mm×700 mm大小的视场范围内能够很好地对高反光物体进行完整的三维形貌测量。