符号M阵列结构光的编码研究

编码结构光的三维检测是一种主动视觉方法,通过投影仪投射一定的编码模式,获取匹配点,通过三角原理获得深度信息。为实现物体表面的快速测量,采用伪随机阵列对结构光进行编码。由于基于对角线法无法得到合适尺寸的M阵列,研究一种能生成大尺寸M阵列的算法,为提高测量的空间分辨率及测量精度奠定基础。在三元域中,使用单色光,选择条纹、圆圈和圆盘作为M阵列符号,符号容易识别和区分,并为解码图像搜索提供信息,提高对环境的抗干扰能力。大部分码字的汉明距离大于3,具有更好的鲁棒性。实验结果验证了该方法的可行性和有效性。

符号M阵列结构光的解码

在大尺寸M阵列编码模式的基础上,研究如何对捕获图像进行解码,进而实现了匹配和三维重构。选择容易识别和区分的矩形块、圆圈和圆盘作为M阵列符号生成投射模式,对捕获的M阵列编码图像进行解码研究。在充分考虑投射模式、符号特征、投射和捕获环境、符号畸变等因素的影响后,确定解码方案。在对捕获图像进行预处理的基础上,采用符号特征识别来确定符号类别,计算确定矩形块方向,并以最邻近矩形块方向为基准,得到圆圈、圆盘方向,确定各个符号的下邻域和右邻域。遍历所有符号,获得解码后的M阵列,利用窗口的唯一性,确定各个窗口在投射模式中的位置,进而确定每个匹配点的位置,生成匹配点坐标矩阵。最后,利用三角测量法得到深度信息,实现了物体三维表面重构。