結(jié)構(gòu)光3D視覺(jué)原理圖像處理、分析與機(jī)器視覺(jué)三維視覺(jué)技術(shù)分類(lèi)結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)系統(tǒng)和原理結(jié)構(gòu)光模式結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)模型三維視覺(jué)技術(shù)分類(lèi)

三維視覺(jué)技術(shù)主要包括雙目立體視覺(jué)和結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)，還有其他的三維視覺(jué)技術(shù)，如由明暗恢復(fù)性狀、由紋理恢復(fù)形狀、激光測(cè)距、莫爾陰影與散焦測(cè)距；按照景物的照明條件，三維視覺(jué)技術(shù)可分為被動(dòng)和主動(dòng)兩大類(lèi)，前者中景物的照明是由物體周?chē)墓庹諚l件來(lái)提供，而后者則使用一個(gè)專(zhuān)門(mén)的光源裝置來(lái)提供目標(biāo)物體周?chē)恼彰鳎话凑者@種分類(lèi)，前面介紹的雙目立體視覺(jué)是被動(dòng)方式，而結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)則是主動(dòng)方式。結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)系統(tǒng)和原理結(jié)構(gòu)光測(cè)量系統(tǒng)主要由結(jié)構(gòu)光投射裝置、攝像機(jī)、圖像采集及處理系統(tǒng)組成。投影設(shè)備被測(cè)物體讀取圖像圖像處理三維重構(gòu)結(jié)構(gòu)光模式

根據(jù)光學(xué)投射器所投射的光束模式的不同，結(jié)構(gòu)光模式又可分為點(diǎn)結(jié)構(gòu)光模式、線(xiàn)結(jié)構(gòu)光模式、多線(xiàn)結(jié)構(gòu)光模式、面結(jié)構(gòu)光模式、相位法等需要通過(guò)逐點(diǎn)掃描物體進(jìn)行測(cè)量，圖像攝取和圖像處理需要的時(shí)間隨著被測(cè)物體的增大而急劇增加1、點(diǎn)結(jié)構(gòu)光模式如圖所示，激光器發(fā)出的光束投射到物體上產(chǎn)生一個(gè)光點(diǎn)，光點(diǎn)經(jīng)攝像機(jī)的鏡頭成像在攝像機(jī)的像平面上，形成一個(gè)二維點(diǎn)。攝像機(jī)的視線(xiàn)和光束在空間中于光點(diǎn)處相交，形成一種簡(jiǎn)單的三角幾何關(guān)系。通過(guò)一定的標(biāo)定可以得到這種三角幾何約束關(guān)系，并由其可以唯一確定光點(diǎn)在某一已知世界坐標(biāo)系中的空間位置。2、線(xiàn)結(jié)構(gòu)光模式

實(shí)際上，線(xiàn)結(jié)構(gòu)光模式也可以說(shuō)是點(diǎn)結(jié)構(gòu)模式的擴(kuò)展。過(guò)相機(jī)光心的視線(xiàn)束在空間中與激光平面相交產(chǎn)生很多交點(diǎn)，在物體表面處的交點(diǎn)則是光條上眾多的光點(diǎn)，因而便形成了點(diǎn)結(jié)構(gòu)光模式中類(lèi)似的眾多的三角幾何約束。很明顯，與點(diǎn)結(jié)構(gòu)光模式相比較，線(xiàn)結(jié)構(gòu)光模式的測(cè)量信息量大大增加，而其實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性并沒(méi)有增加，因而得到廣泛應(yīng)用。

線(xiàn)結(jié)構(gòu)光模式是向物體投射一條光束，光條由于物體表面深度的變化以及可能的間隙而受到調(diào)制，變現(xiàn)在圖像中則是光條發(fā)生了畸變和不連續(xù)，畸變的程度與深度成正比，不連續(xù)則顯示出了物體表面的物理間隙。任務(wù)就是從畸變的光條圖像信息中獲取物體表面的三維信息；很明顯，與點(diǎn)結(jié)構(gòu)光模式相比較，線(xiàn)結(jié)構(gòu)光模式的測(cè)量信息量大大增加，復(fù)雜性沒(méi)有增加因而得到廣泛應(yīng)用3、多線(xiàn)結(jié)構(gòu)光模式多線(xiàn)結(jié)構(gòu)光模式是光帶模式的擴(kuò)展。如圖，由光學(xué)投射器向物體表面投射了多條光條，其目的的一方面是為了在一幅圖像中可以處理多條光條，提高圖像的處理效率，另一方面是為了實(shí)現(xiàn)物體表面的多光條覆蓋從而增加測(cè)量的信息量，以獲得物體表面更大范圍的深度信息。也就是所謂的“光柵結(jié)構(gòu)模式”，多光條可以采用投影儀投影產(chǎn)生一光柵圖樣，也可以利用激光掃描器來(lái)實(shí)現(xiàn)。較之光帶模式，多線(xiàn)結(jié)構(gòu)光模式的效率和范圍增加，但同時(shí)引入了標(biāo)定復(fù)雜性的增加和光條識(shí)別問(wèn)題4、面亦結(jié)構(gòu)件光模野式當(dāng)采飄用面番結(jié)構(gòu)匆光時(shí)就，將堪二維醬的結(jié)屬構(gòu)光和圖案界投射踩到物蔥體表米面上疫，這鵝樣不刊需要丙進(jìn)行漫掃描驅(qū)就可任以實(shí)耀現(xiàn)三嚷維輪鞋廓測(cè)鳥(niǎo)量，踐測(cè)量錦速度狂很快塑，光喬面結(jié)僑構(gòu)光緩中最奇常用烤的方碼法是鞋投影量光柵川條紋田到物英體表演面。當(dāng)投挨影的賠結(jié)構(gòu)椅光圖紙案比蓋較復(fù)辦雜時(shí)催，為夫了確趕定物兇體表統(tǒng)面點(diǎn)垮與其把圖像胃像素伯點(diǎn)之厚間的除對(duì)應(yīng)佳關(guān)系箭，需掩要對(duì)奪投射份的圖浮案進(jìn)趟行編舊碼，似因而雀這類(lèi)歸方法殼又稱(chēng)揪為編約碼結(jié)聲構(gòu)光裳測(cè)量悼法。剛圖案店編碼逮分為禁空域湯編碼蠟和時(shí)鍬域編寒碼。稻空域初編碼矛方法包只需淹要一宰次投極射就苗可獲貓得物宗體深屈度圖維，適捉合于衫動(dòng)態(tài)豈測(cè)量游，但更是目換前分易辨率鵝和處跌理速景度還富無(wú)法臥滿(mǎn)足亭實(shí)時(shí)冒三維招測(cè)量賴(lài)要求野，而著且對(duì)米譯碼仁要求逮很高評(píng)。時(shí)她域編呢碼需糞要將衡多個(gè)肅不同片的投謠射編遙碼圖化案組確合起蛙來(lái)解件碼，齊這樣毫比較圍容易酷實(shí)現(xiàn)脆解碼造。主匪要的圣編碼幣方法伙有二胡進(jìn)制欺編碼桂、二免維網(wǎng)杰格圖牧案編徐碼、幣隨機(jī)村圖案貧編碼山、彩應(yīng)色編搶碼、雁灰度小編碼每、鄰傳域編拔碼、膛相位嫁編碼隨以及六混合恨編碼5、相塞位法近年愚來(lái)基訓(xùn)于相仆位的序光柵結(jié)投影葡三維組輪廓宮測(cè)童醫(yī)技術(shù)圖有了啊很大深的發(fā)之展，否將光鋪柵圖案定投射鬧到被冷測(cè)物貪表面?zhèn)?，受忌物體澆高度腥的調(diào)占制，黃光柵務(wù)條紋俗發(fā)生鏡形變速，這蹄種變彈形條紋許可解技釋為亭相位薦和振片幅均肥被調(diào)挨制的毒空間塌載波悔信號(hào)纖。采緒集變密形條寇紋并弊且對(duì)慶其進(jìn)行源解調(diào)說(shuō)可以甩得到數(shù)包含碑高度幼信息糊的相書(shū)位變律化，悲最后雕根據(jù)侄三角騎法原臭理計(jì)盛算出舅高度，客這類(lèi)裂方法簡(jiǎn)又稱(chēng)問(wèn)為相位鼠法。基侵于相承位測(cè)貝量的鳳三維增輪廓使測(cè)量隱技術(shù)抬的理隨論依悔據(jù)也是起光學(xué)留三角賤法，凡但與岡光學(xué)棚三角扣法的謎輪廓滑術(shù)有極所不揪同，摩它不后直接就去尋商找和既判斷由柴于物蕩體高另度變裁動(dòng)后晉的像壁點(diǎn)，文而是待通過(guò)畢相位霞測(cè)量城間接錫地實(shí)漲現(xiàn)，厭由于骨相位昆信息的球參與進(jìn)，使傻得這悉類(lèi)方慰法與穗單純寬光學(xué)虛三角展法有穩(wěn)很大單區(qū)別仰。結(jié)構(gòu)烈光三體維視紅覺(jué)模布型1、解鼠析幾霧何模腳型（綿公式祥過(guò)多品，省畫(huà)略）2、透銀視投鞠影模遙型攝像跪機(jī)坐親標(biāo)系彎與模爸塊坐寬標(biāo)系疲的空偏間位皇置關(guān)夸系可閑用下慨式表接示：但上殼式不桃能夠均由攝厭像機(jī)還二維龍像點(diǎn)辦坐標(biāo)鞭（X,萬(wàn)Y）得烘到唯爐一對(duì)貿(mào)應(yīng)