一种基于空间编码结构光的稠密三维重建算法

基于结构光的三维重建技术具有准确度高、速度快、鲁棒性好等优点,被广泛应用于生物医疗、文物修复等领域,具有重要的理论意义和研究价值。随着科技迅速发展,高速运动目标的非接触检测和测量的需求逐渐增加,对特征少、速度快的目标三维重建成为解决问题的关键。相比于时间编码,空间编码仅需拍摄单幅编码图案,更适用于运动目标的三维重建。因此,基于空间编码结构光提出了一种稠密三维重建方法。首先,针对彩色条纹结构光受物体颜色影响的问题,设计一种单色正弦条纹加伪随机点的结构光编码模式,通过伪随机点识别条纹,降低目标物体的颜色干扰;其次,针对传统条纹方法得到的点云空间分辨率低的问题,提出一种基于局部相位匹配的稠密三维重建方法,通过获取相邻条纹间的像素相位信息进行像素匹配,提高点云空间分辨率。同时,该方法仅需要一个图像对来进行解码,且不需要对投影仪进行标定和颜色校正,可提高三维重建速度。实验结果表明了该算法的可行性和有效性。