主动三维视觉传感技术研究.pdfVIP

维普资讯 SEMICONDUCTOR OPT0ELECTRoNICS Voi．27No．5 主动三维视觉传感技术的研究 刘 晨，费业泰，卢荣胜，张勇斌 ，陈晓怀 (合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院，安徽 合肥 230009) 摘 要： 主动三维视觉传感技术主要有飞行时间法、点结构光扫描法、线结构光扫描法和编 码面结构光法、莫尔法、相位测量轮廓术、傅里叶变换轮廓术等。介绍了上述各种技术的基本原理 和优缺点。提 出了一种新的技术，即单幅二维 图像不标定 自适应三维场景重构技术，给 出了它的原 理并讨论 了其特点。 关键词： 机器视觉 ；主动视觉 ；三维形貌测量 ；结构光 中图分类号：TP212 文献标识码 ：A 文章编号：1001—5868(2006)05—0618—03 3-D ActiveVisionSensingTechnique LIU Chen，FEIYe-tai，LU Rong—sheng，ZHANG Yong—bin，CHEN Xiao—huai (SchoolofApparatusScienceandPhotoelectricEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，CHN) Abstract： 3一D activevision sensingtechniqueismainlyinvolved intime—of-flightmethod， pointstructured lightscanning，linearstructured lightscanningand spaceencodingstructured lightmethod，Moirecontouring，phasemeasuringprofilometry，Fouriertransform profilometry， etc．Thebasicprincipleandcharacteristicsofallthesemethodareintroduced．A new method， i．e．，the3一D shapefrom asingleimageandnon—calibrationtechniqueisproposed．Itsprincipleis given，anditsfeaturesarediscussed． Keywords： machinevision；activevision；3-D imagemeasurement；structuredlight 1 引言 射到物体表面，通过物体表面的高度不同对结构光 进行调制而获得三维信息。而被动视觉传感是采用 随着计算机技术和数字摄像技术的发展，机器 自然光或普通照明光对物体进行照明口]。 视觉技术近年来发展十分迅速。基于机器视觉技 主动三维视觉传感测量的精度和可靠性较高， 术，由摄像机摄取三维 (3-D)场景中的物体图像，获 因此在三维测量 中得到广泛应用，大多数以三维面 取该物体三维坐标数据 ，重构三维场景与物体的三 形测量为 目的的三维传感都采用主动三维视觉传 维模型，确定物体在三维空间中的形状、大小、位置 感 。主动三维视觉传感根据三维面形对结构光照明 和方向，在产品质量检测 、机器人定位与导航 、逆 向 光场调制方式不 同，可分为基于三维面形对结构照 工程、工业造型设计、模具制造、文物修复、量体裁 明光束产生的时间调制的飞行时间法和三角法，后 衣、人体面形美容与假肢制作、农作物分类等方面具