机器视觉—三维重建技术简介
机器视觉与3D重建
机器视觉与3D重建近年来,机器视觉与3D重建技术得到了越来越广泛的应用。
机器视觉是一门综合性学科,它通过计算机视觉、图像处理、机器学习等多方面技术,对真实世界的图像、视频等进行高精度分析,从而达到自动识别、检测、跟踪等目的。
3D重建则是将真实世界中的场景转换为数字三维模型的过程,目的是更好的理解场景、进行设计、模拟等工作。
本文从机器视觉和3D重建的基础概念出发,逐一讲解技术原理、应用场景以及未来发展趋势。
一、机器视觉的基本原理机器视觉的基本原理是模拟人类视觉机制,从场景中获取信息、进行处理、最终输出结果。
具体的步骤可以分为以下三个:1.图像获取:将真实世界中的场景通过相机等设备获取到数字图像形式;2.图像处理:对图像进行预处理、分割、特征提取等操作,使其更加适合后续处理;3.图像分析:对处理后的图像进行分析、识别、分类等操作,得到所需的输出结果。
其中,图像处理是机器视觉的核心环节,涉及到图像算法、数字信号处理等多方面专业知识。
此外,机器学习也在这个过程中发挥着重要角色,它可以通过大量数据的训练,提高算法的准确率和鲁棒性,实现自动化的目标识别、检测等。
二、3D重建的基本原理3D重建是将真实世界中的场景转换为数字三维模型的过程。
3D模型可以帮助人们理解场景、进行设计、模拟等工作。
重建过程可以分为以下三个基本步骤:1.图像获取:通过相机等设备获取到一组二维图像;2.三维重建:通过计算机视觉技术,将二维图像转换为三维模型。
这个过程中,需要进行三维重建算法、点云处理等操作;3.三维模型输出:将重建的三维模型输出至计算机中,开展后续的设计、模拟等工作。
在具体实现时,需要考虑采集设备的精度、三维重建算法的精确度、点云处理的效率等问题。
此外,还需要解决模型带有噪声、重复等问题,提高计算机的处理速度和稳定性等。
三、机器视觉与3D重建的应用场景有了机器视觉和3D重建技术,我们可以在许多不同的领域中找到它们的应用。
下面分别讨论这两项技术在其中的应用情况:1.机器视觉应用场景随着人工智能、自动化技术的推进,机器视觉逐渐渗透到生产、交通、医疗、安防等领域中。
2024 机器视觉与三维重建技术
2024 机器视觉与三维重建技术
2024年,机器视觉技术和三维重建技术成为了人们广泛关注
的热点领域之一。
机器视觉技术是一种基于计算机视觉的技术,通过模拟人类视觉系统来实现对图像和视频的解析、理解和分析。
随着计算机计算能力的不断提高,机器视觉技术在自动驾驶、安防监控、医疗影像等领域得到了广泛应用。
三维重建技术是指通过采集真实世界的物体或场景的信息,利用计算机算法将其转化为三维模型的技术。
这种技术可以实现对真实世界的还原,并可以应用于虚拟现实、游戏开发、文化遗产保护等领域。
随着人工智能和深度学习技术的不断进步,机器视觉和三维重建技术取得了突破性的发展。
在机器视觉方面,新的图像识别算法和神经网络模型的出现极大地提高了机器对图像和视频的理解能力。
例如,人脸识别技术的精度得到了大幅提升,使得其在人脸支付、边境安检等方面得到了广泛应用。
在三维重建技术方面,激光扫描、结构光投射、摄影测量等技术的不断创新和发展,使得三维重建的精度和速度得到了显著提升。
例如,在建筑设计领域,利用三维重建技术可以更加准确地进行建筑模型的设计和分析,提高设计效率和质量。
总的来说,随着2024年的到来,机器视觉和三维重建技术将
继续发展壮大。
随着相关技术的成熟和应用场景的拓展,人们将享受到日益智能和精准的机器视觉和三维重建技术带来的便利和乐趣。
机器人视觉中的三维重建技术研究与应用
机器人视觉中的三维重建技术研究与应用随着近年来机器人和人工智能技术的迅速发展,机器人视觉已成为机器人领域中不可或缺的部分。
在机器人整体系统中,机器人视觉技术起着至关重要的作用,其中三维重建技术是重要的一部分。
本文将就机器人视觉中的三维重建技术进行深入探讨。
一、三维重建技术的发展历程三维重建技术的本质是通过对图像或者视频进行处理,来构建出场景的三维模型。
早期的人工智能和机器视觉技术比较简单,对于三维重建技术的研究也只能停留在一些基本的手工制作或曲面拟合模型上。
随着数字技术的发展,越来越多的机器学习算法被应用到了三维重建技术中,并且越来越多的数据和信息也被纳入了三维重建技术的研究之中。
二、三维重建技术的基本原理三维重建技术的核心原理是通过对场景中的点进行测量,从而获得其空间位置信息。
总的来说,三维重建技术包含以下三个核心步骤:1.图像采集这个步骤是三维重建的前提,需要通过机器视觉系统采集到场景中需要重建的目标物体的各种图像,并将这些图像转化为数学模型。
2.图像处理这个步骤包括了对图像进行特征提取、分割和匹配等过程,目的是将场景中所有目标物体的空间位置信息提取出来。
3.三维模型构建与重建这一步骤是通过计算机视觉技术将之前得到的场景中的目标物体的空间位置信息转换成三维模型,最终生成整个场景的三维模型。
三、三维重建技术的应用随着计算机视觉技术的不断发展,三维重建在各个行业都有广泛的应用。
在机器人视觉领域中,三维重建技术的应用越来越广泛。
它可以用于机器人的自主导航、环境控制和地形分析等方面,也可以用于工业制造、医疗器械和建筑领域中。
三维重建技术在自动驾驶,导航和遥感探测等领域内也有广泛的应用。
四、三维重建技术的未来发展随着人工智能技术的发展,三维重建技术也将会更加智能化。
目前,机器人视觉在三维重建部分还存在技术瓶颈。
例如,扫描仪模型重建缺乏精度和速度,深度传感技术不断创新,三维重建测量成本过高等问题。
未来,计算机视觉技术和人工智能技术的发展将会使得三维重建技术的精度和效率越来越高。
机器视觉—三维重建技术简介
三维重建技术简介一、视觉理论框架1982年,Marr立足于计算机科学,首次从信息处理的角度系统的概括了心理生理学、神经生理学等方面已经取得的重要成果,提出了一个迄今为止比较理想的视觉理论框架。
尽管Marr提出的这个视觉理论框架仍然有可以进行改进和完善的瑕疵,但是在近些年,人们认为,计算机视觉这门学科的形成和发展和该框架密不可分。
第一方面,视觉系统研究的三个层次。
Marr认为,视觉是一个信息处理系统,对此系统研究应分为三个层次:计算理论层次,表示与算法层次,硬件实现层次,如下图所示:计算机理论层次是在研究视觉系统时首先要进行研究的一层。
在计算机理论层次,要求研究者回答系统每个部分的计算目的与计算策略,即视觉系统的输入和输出是什么,如何由系统的输入求出系统的输出。
在这个层次上,将会建立输入信息和输出信息的一个映射关系,比如,系统输入是二维灰度图像,输出则是灰度图像场景中物体的三维信息。
视觉系统的任务就是研究如何建立输入输出之间的关系和约束,如何由二维灰度图像恢复物体的三维信息。
在表示与算法层次,要给出第一层中提到的各部分的输入信息、输出信息和内部信息的表达,还要给出实现计算理论所对应的功能的算法。
对于同样的输入,如果计算理论不同,可能会产生不同的输出结果。
最后一个层次是硬件实现层次。
在该层次,要解决的主要问题就是将表示与算法层次所提出的算法用硬件进行实现。
第二方面,视觉信息处理的三个阶段。
Marr认为,视觉过程分为三个阶段,如表所示:第一阶段,也称为早期阶段,该阶段是求取基元图的阶段,该阶段对原始图像进行处理,提取出那些能够描述图像大致三维形状二维特征,这些特征的集合构成所构成的就是基元图(primary sketch)"。
第二阶段也称中期阶段,是对环境的2.5维描述,这个阶段以观察者或者摄像机为中心,用基元图还原场景的深度信息,法线方向(或一说物体表面方向)等,但是在该阶段并没有对物体进行真正的三维恢复,因此称为2.5维。
机器视觉中的三维重建技术及其应用
机器视觉中的三维重建技术及其应用随着人工智能技术的发展,机器视觉也逐渐成为了一个重要的研究领域,其应用范围广泛,包括自动驾驶、安防监控、虚拟现实等多个领域。
其中,三维重建技术是机器视觉中的一个重要分支,其可以通过计算机算法将二维图像或点云数据转化为三维模型,实现对物体、场景等的精确捕捉和再现。
本文将就机器视觉中的三维重建技术及其应用进行探讨。
一、三维重建技术的发展历史三维重建技术可以追溯到20世纪70年代,当时三维扫描设备的出现为三维重建技术的发展提供了技术支持。
而后,计算机图形学、计算机视觉等领域的快速发展又为三维重建技术的进一步优化奠定了基础。
近年来,随着硬件设备和软件技术的不断升级,三维重建技术的应用领域也越来越广泛。
二、三维重建的技术实现方法三维重建的实现方法主要可以分为基于几何原理和基于图像处理的两种方式。
其中,基于几何原理的方法一般采用三角测量、结构光扫描、激光测距等技术来测量真实环境中物体的空间坐标和形状等数据,然后利用计算机算法将这些数据转换为三维模型。
而基于图像处理的方法则主要依靠相机图像捕捉的二维信息,通过立体视觉计算,得到物体的三维坐标和形状等数据,再根据计算结果生成三维模型。
三、三维重建技术的应用领域1、建筑工程和文化遗产三维重建技术在建筑工程和文化遗产保护中有着广泛应用。
通过三维重建可以生成精确的建筑模型,再利用计算机模拟对建筑进行可视化展示,从而真实地展现出建筑的细节和美丽。
同时,三维重建技术也可以为文化遗产的修复和保护提供技术支持,比如可以使用非接触式激光扫描技术对文物进行三维捕捉,再利用计算机软件进行数据处理、重建和分析等操作,对文物的研究和保护提供更加精准的数据基础。
2、虚拟现实和游戏开发三维重建技术在虚拟现实和游戏开发中也有着广泛的应用。
通过三维重建技术可以生成高保真、真实感强的三维场景和人物模型,从而带来更加沉浸式的虚拟体验。
3、医学和生物科学三维重建技术在医学和生物科学中也有着重要的应用。
机器视觉中的三维重建技术
机器视觉中的三维重建技术机器视觉是一种利用计算机进行视觉探测、分析、处理和识别的科技领域。
在工业制造、无人车、智能家居等领域都有着广泛的应用。
其中三维重建技术是机器视觉中的一个关键领域,具有重要的实用价值。
一、三维重建技术的定义三维重建技术是指通过对物体或场景的多张二维图像进行模拟,利用计算机算法重构出三维模型或场景的一种技术。
基于三维重建技术,我们可以通过图片或视频的方式呈现三维模型,从而更加准确地理解和感知物体或场景的特征。
二、三维重建技术的应用三维重建技术有着广泛的应用,涵盖了多个行业领域。
在工业设计领域,工程师可以通过三维重建技术直接捕捉样机或原始原型,大幅缩短设计周期,降低生产成本。
在建筑设计领域,三维重建技术可以帮助建筑师更加精细地模拟设计效果,并通过仿真计算实现优化设计。
在医疗科技领域,三维重建技术可以通过计算机对患者的影像进行重建,从而实现无创、低风险的手术操作。
三、三维重建技术的实现方法目前,实现三维重建技术的方法主要包括了结构从运动方式和立体视觉技术两种方式。
1.结构从运动方式结构从运动方式通常使用多个摄像头固定在场景中,通过计算机算法来追踪摄像头与物体的运动轨迹,获得场景中物体的三维位置和姿态。
这种方式广泛应用于机器人学、虚拟现实等领域中。
2.立体视觉技术立体视觉技术主要针对单一摄像头情况下的三维重建问题。
通过对物体或场景进行不同角度拍摄,计算机算法可以根据两个或多个图像之间的区别,重建出物体或场景的三维模型。
这种方式现广泛应用于无人车、智能家居等领域。
四、三维重建技术面临的瓶颈目前,三维重建技术仍面临着一些挑战和瓶颈。
其中最主要的问题就是计算机算法复杂度过高,导致数据处理效率低下。
此外,高质量、高精度的三维重建也需要更载的硬件设备支持,这也是日后需要进一步发展的领域之一。
五、结语三维重建技术具有重要的实用价值,对于推进智能制造、智能医疗等领域的发展有着重要的促进作用。
虽然目前面临着一些困难和瓶颈,但是我们相信,随着计算机硬件和算法技术的不断发展,三维重建技术也会获得更大的突破和进步。
计算机视觉中的3D重建技术
计算机视觉中的3D重建技术计算机视觉(Computer Vision)是一项涵盖多个领域的技术,在电影、游戏、物联网等众多领域都有所应用。
其中,3D重建技术(3D Reconstruction)是计算机视觉中一项重要的技术,它可以将实际世界中的物体转化成计算机可识别的3D模型,为文化遗产、地形地貌、工业制造等领域的数字化提供有力支持。
首先,3D重建技术的实现依靠的是点云数据(Point Cloud Data)。
点云是由大量离散的点组成的,每个点都是一个三维坐标。
点云可以描述出一个物体的表面形态,并支持计算机进一步对物体的认知和分析。
在3D重建技术中,通常需要进行图像拍摄、点云预处理、三维模型重建等过程。
其中,图像拍摄是最为关键的一步。
拍摄的图像需要较好的分辨率和光线条件,以保证拍摄到的物体表面的各种特征尽可能清晰地表现出来。
对于点云预处理,其主要目的是将拍摄得到的点云数据处理成适合进行3D重建的形式。
在这一过程中,通常需要进行点云过滤、点云配准、点云分割等处理。
点云过滤的目的是去除无关的干扰点;点云配准是将多个不同角度拍摄到的点云数据进行融合,并保证其拍摄位置和距离尽可能精确;点云分割是将点云数据分成多个不同的部分,方便进一步处理。
三维模型重建是3D重建技术的核心过程。
在这一过程中,主要依靠的是点云数据的处理和算法的优化。
通常来说,三维模型重建可以分为表面重建和体素重建两种方法。
表面重建即利用点云数据的表面形态对物体进行建模,通常使用较为流行的方法是基于三角形网格的方法。
而体素重建则是将物体划分成小的立体网格,然后将点云数据根据其所处的立体网格进行分类,最终得到一个完整的三维模型。
在实际应用中,3D重建技术被广泛应用在文化遗产保护、卫星地图制图、机器人导航等领域,为数字化提供了重要的支持。
例如,在文化遗产保护中,3D重建技术可以对建筑物进行精细的建模和保护,让更多人可以近距离、真实地了解这些文化遗产的历史和文化背景。
机器视觉中的三维物体重建技术
机器视觉中的三维物体重建技术近年来,随着人工智能技术的快速发展,机器视觉已成为最受关注的领域之一。
机器视觉技术主要依赖于计算机视觉,其基本任务是分析、理解和抽取图像或视频数据中的信息。
而在机器视觉的各个研究方向中,三维物体重建技术是其中的关键领域之一。
三维物体重建技术是指通过计算机图像处理和分析来建立三维物体的模型。
其应用场景十分广泛,包括工业制造、建筑设计、虚拟现实、医学影像、文化遗产保护等众多领域。
三维物体重建技术的主要难点在于如何从二维图像、点云或深度数据中推断出三维物体的几何形状和颜色信息。
在传统的三维物体重建技术中,常用的方法是基于摄像机标定和三角测量原理的结构光或立体视觉技术。
这些方法需要使用多台摄像机或激光干涉仪等设备,对目标物体进行精确的测量和扫描,从而获得高精度的三维模型。
然而,这种方法成本高、操作繁琐,且不能适用于复杂环境或大规模场景的建模。
而在机器学习和深度学习技术的发展下,基于图像、点云或深度数据的三维物体重建技术也得到了快速发展,并成为当前三维重建技术的主流。
此类方法主要分为两类:基于几何学的方法和基于深度学习的方法。
基于几何学的三维物体重建方法是传统的三维重建方法,它通过对目标物体进行几何分析和推断,构建出准确的三维几何模型。
其中最经典的方法是多视角立体重建方法,它通过利用多张图像的视角信息,从中恢复出物体的深度和表面几何结构。
此类方法的优点在于能够生成较为精确的三维模型,并且对数据的质量要求较低。
但是,这种方法却不能够捕捉物体的纹理或颜色信息,且对目标物体的视角和摄像机标定等要求相对较高。
基于深度学习的三维物体重建方法则是近年来的研究热点。
这种方法利用人工神经网络,通过对大量三维物体模型进行学习和推断,从单张图像或点云数据中重建出三维物体的模型。
其中最广泛使用的方法是基于深度神经网络的三维重建方法。
它主要分为两类:单视角三维重建方法和多视角三维重建方法。
单视角三维重建方法是指利用一张图像或点云数据来重建物体的三维模型。
机器人视觉中的三维重建技术研究
机器人视觉中的三维重建技术研究随着科技的不断进步,机器人在工业生产、医疗、军事和家庭服务等方面的应用越来越广泛,人们对机器人的要求也日益高涨。
与此同时,机器人视觉技术也随之逐渐发展成熟,其中三维重建技术是机器人视觉技术的重要组成部分。
一、三维重建技术的概念三维重建技术是通过采集物体表面的点云或图像等信息数据,并通过计算机算法将其转换成三维模型的过程。
通过三维重建技术,机器人可以获取物体的三维形状信息,从而更好地进行定位、识别和操作。
二、三维重建技术的应用1. 工业制造:在工业生产领域中,三维重建技术可应用于产品设计、质量控制等方面,使生产效率提高、产品质量得到保障。
2. 医疗:在医疗领域中,三维重建技术可用于患者骨骼或器官的重建,促进医生对患者的诊断和治疗。
3. 军事:在军事领域中,三维重建技术可以应用于地形的重建和识别、目标识别等方面,为军事作战提供重要的技术保障。
4. 家庭服务:在家庭服务领域中,三维重建技术可以应用于智能家居、智能安防等方面,为人们的生活提供更加便捷和安全的服务。
三、三维重建技术的难点和挑战1.数据采集难度大:数据采集必须满足高精度、高分辨率等要求,而许多物体的复杂形状和表面材料等因素会影响数据的获取。
2. 算法复杂度高:三维重建技术的算法复杂度较高,需要实时处理大量的数据,以及对于一些复杂物体的处理和优化等方面面临巨大挑战。
3. 成本高昂:三维重建技术的硬件设备和软件成本较高,同时还需要较高的技术水平,人力投入较大。
四、三维重建技术的发展趋势1. 多模态数据采集技术的应用:多种数据采集技术的集成可以提高数据采集的准确性和效率,使三维重建技术的应用更加广泛。
2. 网格化处理技术的研究:网格化处理技术可以将采集到的三维数据转化成三角网格结构,绘制出更为真实的三维模型。
3. 机器学习的应用:机器学习可以帮助机器人更好地识别物体形状,并自动处理三维模型,提高重建的精度和效率。
综上所述,三维重建技术作为机器人视觉技术的重要部分,将为机器人应用带来更强的功能和效率。
计算机视觉中的三维重建技术
计算机视觉中的三维重建技术随着技术的不断发展,计算机视觉正在成为人们关注的焦点之一。
计算机视觉的三维重建技术,是计算机视觉中一个非常重要的分支,其应用范围涉及到工业制造、医疗、建筑等领域。
本文将就计算机视觉中的三维重建技术进行探讨。
一、三维重建技术的基本概念三维重建技术通常指的是从照片、影像或者其他数据输入中,还原出场景中实际三维物体的形状、大小、位置等信息,以及场景中的光照等信息。
三维重建技术可以帮助我们获得更多的信息,以便更加准确地分析物体的特性或实现物体的识别。
二、三维重建的常用技术1. 立体测量技术立体测量技术是一种基于尺度估计的三维重建技术。
其基本原理是在对物体进行复制、测量、制图的过程中,使用图像匹配算法将多个图像拼接成一个三维的模型。
立体测量技术通常需要对物体进行多次观测,以获得准确的三维模型。
2. 点云重建技术点云重建技术是一种基于激光扫描、摄像机或其他测距设备,采集物体表面点云信息的三维重建技术。
点云重建技术具有高精度、非接触性等特点,并且可以快速地获得物体的三维信息。
但其数据处理和资源消耗较大。
3. 立体视觉技术立体视觉技术是一种基于立体相机或双目相机的三维重建技术。
通过利用相机获取的图像及通过计算机计算出的匹配点位置来获取物体表面三维点的坐标,进而得到物体的三维形状和尺寸。
立体视觉技术具有操作方便、准确高效等特点。
三、三维重建技术的应用1. 工业制造在工业制造中,三维重建技术可以帮助企业定制产品、生产零部件等,同时可以优化机器的运行和增强产品质量。
通过扫描已生产零部件的三维模型可以实现完美的复制。
2. 建筑领域在建筑领域中,三维重建技术可以帮助建筑师们快速、准确地了解建筑物的三维信息,优化设计方案,提高施工效率,降低成本。
同时,在建筑物的维护、监管和改造方面也有着更加广泛、有力的应用。
3. 医疗领域三维重建技术在医疗领域有着广泛的应用。
比如,可以通过CT或MRI扫描获得患者受伤区域的三维重建图像,以帮助医生更好地进行诊断和治疗。
机器视觉中的三维重建算法实现与优化
机器视觉中的三维重建算法实现与优化近年来,机器视觉领域中的三维重建技术在医疗、工业制造、娱乐等多个领域得到了广泛应用。
三维重建技术可以实现从二维图像或视频中获取三维信息,为实现物体识别、形态分析、模型建立等任务提供了便利。
如何实现高效、准确的三维重建成为研究的热点之一。
本文将介绍机器视觉中常用的三维重建算法,并针对其实现过程中的瓶颈问题提出优化方案。
一、三维重建算法概述在机器视觉中,三维重建算法主要分为基于结构光的三维重建和基于视差的三维重建两种。
1. 基于结构光的三维重建基于结构光的三维重建技术通过投射特定的结构光模式,采集物体表面的反射信息,根据反射信息推导出物体表面的三维结构。
结构光方案包括三维相机系统、二维相机系统和光源。
常见的结构光技术包括白光条纹投影、激光扫描等。
2. 基于视差的三维重建基于视差的三维重建技术通过在不同位置采集同一物体的多张图像,并计算图像之间的视差(物体在不同图像上的位置偏移),建立物体的三维形态模型。
基于视差的三维重建方法主要包括三角化方法、体素分割方法等。
二、三维重建算法实现1. 基于结构光的三维重建算法实现为了在基于结构光的三维重建中获取高质量的三维点云数据,需要进行图像校准、相机投影矩阵计算、特征点匹配等过程。
其中,相机投影矩阵是决定三维坐标和图像坐标之间转换关系的关键因素,通常需要利用标定板等器材进行预先标定。
此外,特征点匹配过程是三维重建中最为关键的一步,具体来说,特征点的提取、描述和匹配是实现高精度三维重建的关键技术,可采用多种算法,如SIFT、SURF、ORB等。
2. 基于视差的三维重建算法实现基于视差的三维重建算法主要分为立体视觉和多视角视觉两种。
如何提取相邻图像中的特征点,然后对特征点进行匹配,是实现视差计算的关键。
其中,提取图像特征点的方法主要有SIFT、SURF、ORB等,对于特征点的匹配,主要有基于描述子的匹配算法、基于Epipolar几何的匹配算法、基于对极线的匹配算法等。
三维重建简介介绍
CHAPTER
三维重建技术的应用案例展示
古建筑的三维重建能够实现对历史文化遗产的数字化保存和展示,为研究和保护古建筑提供精确的三维模型。
总结词
通过对古建筑的现场测量、照片拍摄等手段获取数据,利用三维重建技术建立古建筑的三维模型。这种方法能够完整地保留古建筑的原始形状、结构和细节,为历史文化遗产的保护和研究提供重要的技术支持。
直接采集
通过多视角拍摄或者立体相机获取物体的多视角图像,为后续三维重建提供纹理映射的依据。
图像采集
去除采集数据中的噪声和异常值,平滑数据表面。
数据滤波
对高分辨率数据进行简化,减少数据量,便于后续处理。
数据简化
将不同材质、不同区域的数据进行分割,便于后续分别处理。
数据分割
网格生成
对表面模型进行离散化处理,生成三角网格模型或者多面体模型。
应用开发
04
CHAPTER
三维重建技术面临的挑战与解决方案
三维重建需要大量的三维数据作为输入,而数据的采集往往面临诸多困难,如采集设备的限制、采集环境的影响等。
采集到的三维数据需要进行预处理和清洗,以消除噪声和异常值,这对数据的准确性和后续重建的质量有着至关重要的影响。
数据处理
数据采集
模型质量
详细描述
VS
人脸的三维重建能够实现对人脸形状和表情的精确建模,可用于人脸识别、动画制作等领域。
详细描述
通过采集人脸不同角度的照片或视频,利用三维重建技术建立人脸的三维模型。这种方法能够准确地还原人脸的形状和表情,为人脸识别、人脸动画制作等领域提供重要的技术支持。
总结词
在虚拟现实中,三维重建技术可用于创建逼真的虚拟场景和物体,提供沉浸式的体验。
机器视觉中的三维重建技术研究及应用
机器视觉中的三维重建技术研究及应用一、引言随着人工智能技术的发展,“机器视觉”在各行各业得到越来越广泛的应用。
其中,三维重建技术作为机器视觉的一个重要分支,在工业制造、医疗、文化遗产等领域具有重要的应用价值和前景。
本文将围绕机器视觉中的三维重建技术进行研究和探讨。
二、机器视觉中的三维重建技术的基本原理机器视觉中的三维重建技术是指利用计算机和相机对于物体进行三维建模和还原的过程。
具体来说,三维重建技术的基本流程包括:1.相机标定:相机标定是三维重建技术的必要前提,因为它涉及到相机的内参和外参。
内参是相机的内部性质,如主距离、畸变参数等,外参是相机姿态,包括相机的位置和朝向。
2.图像采集:利用标定好的相机采集目标物体的图像,一般情况下,需要采集多个角度的图像以便获取更多的信息。
3.点云重建:点云重建是将图像数据变成三维坐标的过程。
这里需要利用立体视觉或激光扫描等3D采集方式获得三维坐标点的信息。
4.三维重建:将点云转化为三维模型的过程,一般主要采用表面重建算法,通常有曲面重建算法、体积重建算法、多视点三维重建算法等。
三、机器视觉中三维重建技术的应用领域1. 工业制造领域:在工业制造领域,三维重建技术可以被应用在零件设计、品质检测、仿真操作等方面。
通过三维重建技术,可以获取到零件的精确尺寸和表面形态,检测和匹配不合格产品,进而提高生产效率和产品质量。
同时,运用三维模型,还可以对于制造流程进行仿真操作并优化。
2. 医疗领域:在医疗领域,三维重建技术广泛应用于临床诊断、手术规划、模拟手术等方面。
利用三维重建技术,可以建立患者的三维模型,为医生提供更准确的诊断数据,辅助医生确定手术方案和进行手术模拟,提高手术的精度和安全性。
3. 文化遗产领域:在文化遗产领域,三维重建技术可以被应用于文物保护、数字化展示等方面。
通过建立文物的三维模型,可以精确还原文物表面纹理和形态信息,同时还能够对于文物进行数字化保护、文化遗产数字化展示等方面提供技术支持。
机器视觉技术的三维重建
机器视觉技术的三维重建随着机器视觉技术的飞速发展,三维重建技术逐渐成为了一个热门话题。
三维重建技术可以用于各种场景,比如建筑、工业设计、艺术和文物保护等。
在本文中,我们将探讨机器视觉技术的三维重建以及它的应用。
一、三维重建技术的概述三维重建技术可以分为两个步骤:采集和重建。
在采集阶段,通过相机、激光扫描等设备收集物体的信息,并将其转化为数字点云。
在重建阶段,通过计算机算法将数字点云转化为三维模型。
三维重建技术可以分为两大类:基于图像的三维重建和基于激光扫描的三维重建。
基于图像的三维重建通过多张二维图像的拼接来生成三维模型,而基于激光扫描的三维重建通过激光扫描仪对目标物体的扫描来获取数字点云信息。
二、机器视觉技术在三维重建中的应用随着数字化程度的提高,机器视觉技术的应用场景越来越广泛。
在三维重建领域,机器视觉技术的主要应用包括以下几个方面:1. 建筑设计在建筑设计中,三维重建技术可以通过数字点云扫描室内和室外环境,将其转化为三维模型,帮助设计师更好地理解空间结构,以及进行建筑方案的分析和评估。
2. 工业设计在工业设计中,三维重建技术可以通过数字点云扫描工业零部件等,将其转化为三维模型,帮助工程师更好地分析和设计工业零部件,提高工业生产效率。
3. 艺术和文物保护在艺术和文物保护中,三维重建技术可以通过数字点云扫描古代文物、建筑等,将其转化为三维模型,帮助文物保护专家更好地进行文物保护和修复工作。
三、三维重建技术的挑战和前景随着机器视觉技术的飞速发展,三维重建技术也取得了长足的进步。
但是,三维重建仍然面临着许多挑战和限制,如光照条件、环境噪声、运动模糊等问题。
此外,三维重建需要大量的计算资源和时间,依然存在难以克服的技术难关。
未来,三维重建技术有望在日常生活、医疗保健、文化娱乐、城市规划等领域得到更广泛的应用。
同时,随着人工智能算法的不断提升,三维重建的速度和精度也将得到进一步的提高。
总之,随着机器视觉技术的不断深入和创新,三维重建技术仍然有着广阔的应用前景和巨大的发展空间。
机器视觉中的三维重建技术
机器视觉中的三维重建技术一、机器视觉简介机器视觉是一种利用计算机和数字处理技术对图像进行处理、分析、识别和理解的技术,是人工智能领域的重要分支之一。
机器视觉系统通过摄像机捕捉到的图像,模拟人类的视觉系统分析、处理信息,并进行相应的行为控制。
由于机器视觉具有高精度、高速度、可自动化等特点,被广泛应用于工业、医疗、教育、安防等领域。
二、三维重建技术的意义三维重建技术通过对图像进行分析、处理,将二维图像恢复为三维模型,可以为机器视觉系统提供更加真实、准确的信息。
同时,在制造业、生物医学、广告等领域,三维重建技术也有广泛的应用。
三、三维重建技术的分类1、体视法体视法通过对目标物体进行扫描,获取对应的图像数据,再通过计算机处理,重构出三维模型。
常见的体视法有CT(computer tomography,计算机断层扫描)、MRI(magnetic resonance imaging,磁共振成像)等。
2、结构法结构法通过对相机、步进电机等设备进行控制和标定,测量目标物体在不同视角下的几何信息,再通过计算机处理,生成三维模型。
常见的结构法有立体视觉、激光测距等。
四、三维重建技术的应用1、制造业在制造业中,三维重建技术可以用于快速原型制造、CAD (computer aided design,计算机辅助设计)等方面。
例如,在原型制造中,可以通过三维重建技术将二维纸张数据转化为三维数据,从而快速进行原型制造,并提高制造效率和精度。
2、生物医学在生物医学中,三维重建技术可以用于医学成像、手术仿真、人体解剖学等方面。
例如,在医学成像中,可以通过CT等技术获取人体部位的三维数据,从而更加准确地进行诊断和治疗规划。
3、广告在广告中,三维重建技术可以应用于虚拟现实、增强现实等方面,为广告营销带来更加丰富、灵活的展示效果。
例如,在虚拟现实中,可以通过三维重建技术建立虚拟世界,从而为用户带来更加沉浸的体验。
五、技术展望随着计算机技术的不断发展和视觉处理算法的不断优化,三维重建技术将会在各个领域得到更加广泛的应用。
机器人视觉中的三维重建技术
机器人视觉中的三维重建技术机器人视觉是当前人工智能领域中研究热点之一,其应用范围广泛,其中包括机器人三维重建技术。
机器人三维重建技术是指通过图像处理、计算机视觉、机器学习等技术手段,让机器人从图像中自动识别并重建出物体的三维模型。
这项技术在制造业、医疗、安全监控等领域都有广泛的应用。
一、机器人视觉中的三维重建技术原理机器人的三维重建技术主要通过以下几个步骤实现:1、图像采集:机器人通过摄像头、激光雷达等传感器采集目标物体的图像数据。
2、数据预处理:对采集到的图像数据进行预处理,这一步旨在将原始数据进行滤波、去除噪声和照明等干扰因素以提高数据准确性。
3、特征提取:通过图像处理技术提取出目标物体的特征,比如轮廓、边缘等。
4、物体匹配:通过机器学习、计算机视觉等技术来匹配图像特征和目标物体的 3D 模型。
5、模型生成:根据匹配得到的目标物体的 3D 模型,生成目标物体的三维模型。
二、机器人视觉中的三维重建应用领域1、制造业在制造业中,机器人视觉技术可以应用于工业机械设备的维护和保养。
机器人可以使用三维重建技术对工业机械设备进行检查,快速定位并诊断设备故障。
2、医疗在医疗领域,机器人三维重建技术可以用于医学影像分析,如CT 扫描、 X 光片等。
通过三维重建技术,医生可以更准确地诊断病情,为患者提供更优质的诊疗服务。
3、安全监控在安全监控领域,机器人视觉可以用于视频监控以及安检等场景。
通过三维重建技术,机器人可以在多个视角下重建出物体,实现视觉上的立体覆盖,提高了安全监控的效率。
三、机器人视觉中的三维重建技术发展现状当前,机器人视觉技术仍处于快速发展的阶段。
在三维重建技术领域,主要面临以下挑战和问题:1、数据处理:图像数据处理是实现机器人三维重建的核心难点之一。
数据量大、数据噪声多、图像分辨率不高等问题仍需要解决。
2、识别精度:目前机器人三维重建技术存在识别精度不足的问题,尤其是在图像中存在遮挡和光照不足的情况下,识别效果会受到限制。
基于机器视觉的智能三维重建技术研究
基于机器视觉的智能三维重建技术研究近年来,随着计算机图形学、计算机视觉和人工智能技术的不断发展,基于机器视觉的智能三维重建技术也逐渐成为了研究热点之一。
基于机器视觉的智能三维重建技术是指通过计算机视觉技术对二维图像进行处理,实现三维模型的还原、重建,进而实现对物体形状、大小、纹理等特征的精确提取和描述,这项技术已经被广泛应用于虚拟现实、工业制造、文化遗产保护、医学影像等诸多领域,成为计算机视觉等领域的重要技术研究方向之一。
一、基于机器视觉的智能三维重建技术的发展历程基于机器视觉的智能三维重建技术的发展经历了三个阶段:传统三维重建技术、结构光三维重建技术、以及基于深度学习的智能三维重建技术。
传统三维重建技术主要依赖于多视图几何或结构一致性计算,需要对物体进行多次拍摄或通过匹配不同角度的图像来计算并还原三维模型,但这种方法需要大量的时间、计算资源和数据存储空间,且对光照、几何变形等因素较为敏感,精度有限;结构光三维重建技术主要依赖于光型图和模式投影,在一定视场范围内对物体进行结构化的点云提取,然后通过配准、融合等算法进行三维点云还原,精度较高,但对物体表面的纹理和颜色描述较为单一。
针对传统三维重建技术和结构光三维重建技术的局限性,基于深度学习的智能三维重建技术应运而生,主要借助于深度卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)等技术对二维图像进行非线性特征学习和深度表示,获取更准确、更丰富的物体形状、大小、颜色等信息,进而实现对三维模型的快速、准确还原和生成,具有越来越广泛的应用前景。
二、基于机器视觉的智能三维重建技术的应用领域基于机器视觉的智能三维重建技术已经被广泛应用于虚拟现实、工业制造、文化遗产保护、医学影像等领域。
1. 虚拟现实领域在虚拟现实领域,基于机器视觉的智能三维重建技术可以帮助用户快速生成、修改虚拟场景中的三维模型,并实现更加真实和精细的视觉效果,进而提高虚拟现实应用的沉浸感和真实感,例如在视频游戏、电影制作、数字影视等领域有着广泛的应用。
机器视觉中的三维重建技术研究
机器视觉中的三维重建技术研究一、引言随着计算机技术的发展,机器视觉领域得到了迅速发展。
其中,三维重建技术在机器视觉应用中占据着重要的地位。
通过将图像数据转换为三维模型,可以实现机器视觉领域内多种任务,如物体识别、形状分析、运动跟踪等。
本文将从三维重建技术的定义、技术原理和应用领域进行综述。
二、三维重建技术定义三维重建技术是指将2D图像数据转换为3D模型的技术。
通常,一组2D图像被输入至三维重建系统,该系统通过计算机视觉算法对数据进行处理,在三维空间中生成与原图像相似的3D模型。
三维重建技术主要由以下几个部分构成:图像采集、图像处理、三维坐标系统构建、模型生成等。
目前,三维重建技术已广泛应用于虚拟现实、机器人导航、产品设计等领域。
三、三维重建技术原理三维重建技术的实现需要使用计算机视觉算法对图像进行处理。
目前,常用的三维重建技术主要有以下几种。
1、立体视觉(Stereo Vision)重建技术立体视觉技术是指将两个相机放置在不同的位置,分别拍摄同一个对象的两个不同角度的影像,再通过图像对齐和三角测量算法,计算出各个位置上物体的深度信息。
该技术主要包括以下步骤:图像对齐及标定、深度图像生成、点云还原等。
2、结构光(Texture Projection)重建技术结构光技术是一种投影技术,通过动态投影特定的光纹,在相机拍摄到的图像中提取并计算三维坐标点的位置。
该技术主要包括下面这些步骤:摄像机、投影系统的标定,动态纹理的采集及关联,图像去噪、配准、深度信息计算和三维重建等。
3、光学斑点法(Speckle Imaging)重建技术光学斑点法也被称为斑点图像法。
该技术主要是利用激光器在物体表面投射出随机斑点光影,并使用相机从多个不同角度去拍摄斑点图像。
得到多个斑点图像后,计算机通过分析出每个斑点移动的位置信息,从而恢复出物体的三维形状和表面法向信息。
四、三维重建技术应用领域三维重建技术在各个领域都有广泛的应用,接下来简单介绍几个应用场景。
机器人视觉感知与三维重建
机器人视觉感知与三维重建机器人的智能化发展已经成为当代科技领域的重要研究方向之一。
而机器人视觉感知与三维重建技术作为其中的重要组成部分,为机器人实现自主感知和环境理解提供了重要的支持。
本文将对机器人视觉感知与三维重建技术进行探讨,并探讨其在不同领域的应用前景。
一、机器人视觉感知技术的概述机器人视觉感知技术是指通过摄像机等感知设备,使机器人能够模拟人类视觉系统,实现对周围环境的感知和理解。
目前,机器人视觉感知技术已经取得了显著的进展,主要包括目标检测、目标跟踪和场景理解等方面。
通过对图像或视频数据进行处理和分析,机器人能够识别和定位物体,并对环境中的场景进行理解和分析。
二、机器人三维重建技术的原理和方法机器人三维重建技术是指通过多个视点的图像或激光扫描数据,重建出三维模型或场景的过程。
常用的三维重建方法包括立体视觉、结构光和激光扫描等。
其中,立体视觉方法通过计算多个视角下的图像间的几何关系来实现三维重建;结构光方法则利用已知的投影结构光源和相机观察投影的几何畸变以获得三维信息;激光扫描方法则通过扫描激光束与物体表面的交互反射来获取三维点云数据。
三、机器人视觉感知与三维重建技术在工业领域的应用机器人视觉感知与三维重建技术在工业领域有着广泛的应用前景。
首先,在制造业中,机器人可以通过对物体进行视觉感知和三维重建来进行产品质量检测和零件装配等任务,提高生产效率和产品质量。
其次,在智能仓储领域,机器人可以通过对仓库进行三维重建和场景理解,实现自主的货物搬运和库存管理。
此外,机器人视觉感知与三维重建技术还可以应用于危险环境下的巡检和救援任务,提高工作效率和保障人员安全。
四、机器人视觉感知与三维重建技术在医疗领域的应用机器人视觉感知与三维重建技术在医疗领域也具有广阔的应用前景。
例如,在手术辅助方面,机器人可以通过感知和重建病人的解剖结构,为医生提供精确和可视化的手术导航和操作辅助。
此外,机器人视觉感知技术还可以应用于医学影像分析和疾病诊断中,通过对医学影像进行分析和处理,提取关键信息,辅助医生进行疾病诊断和治疗。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
三维重建技术简介一、视觉理论框架1982年,Marr立足于计算机科学,首次从信息处理的角度系统的概括了心理生理学、神经生理学等方面已经取得的重要成果,提出了一个迄今为止比较理想的视觉理论框架。
尽管Marr提出的这个视觉理论框架仍然有可以进行改进和完善的瑕疵,但是在近些年,人们认为,计算机视觉这门学科的形成和发展和该框架密不可分。
第一方面,视觉系统研究的三个层次。
Marr认为,视觉是一个信息处理系统,对此系统研究应分为三个层次:计算理论层次,表示与算法层次,硬件实现层次,如下图所示:计算机理论层次是在研究视觉系统时首先要进行研究的一层。
在计算机理论层次,要求研究者回答系统每个部分的计算目的与计算策略,即视觉系统的输入和输出是什么,如何由系统的输入求出系统的输出。
在这个层次上,将会建立输入信息和输出信息的一个映射关系,比如,系统输入是二维灰度图像,输出则是灰度图像场景中物体的三维信息。
视觉系统的任务就是研究如何建立输入输出之间的关系和约束,如何由二维灰度图像恢复物体的三维信息。
在表示与算法层次,要给出第一层中提到的各部分的输入信息、输出信息和内部信息的表达,还要给出实现计算理论所对应的功能的算法。
对于同样的输入,如果计算理论不同,可能会产生不同的输出结果。
最后一个层次是硬件实现层次。
在该层次,要解决的主要问题就是将表示与算法层次所提出的算法用硬件进行实现。
第二方面,视觉信息处理的三个阶段。
Marr认为,视觉过程分为三个阶段,如表所示:第一阶段,也称为早期阶段,该阶段是求取基元图的阶段,该阶段对原始图像进行处理,提取出那些能够描述图像大致三维形状二维特征,这些特征的集合构成所构成的就是基元图(primary sketch)"。
第二阶段也称中期阶段,是对环境的2.5维描述,这个阶段以观察者或者摄像机为中心,用基元图还原场景的深度信息,法线方向(或一说物体表面方向)等,但是在该阶段并没有对物体进行真正的三维恢复,因此称为2.5维。
第三阶段也称为后期阶段,在一个固定的坐标系下对2.5维图进行变换,最终构造出场景或物体的三维模型。
二、三维重建技术现状目前三维重建的方法大致可分为三类,即:用建模软件构造的方式,多幅二维图像匹配重建的方式以及三维扫描重建的方式。
对于第一种方式,目前使用比较广泛的是3D Max, Maya, Auto Cad以及MultiGen-Creator等软件。
这些三维建模软件,一般都是利用软件提供的一些基本几何模型进行布尔操作或者平移旋转缩放等操作,来创建比较复杂的三维模型。
这样所构建出来的模型,比较美观,而且大小比例等非常精确。
然而,这需要建模者精确知道三维场景的尺寸、物体位置等信息,如果没有这些信息,就无法建立精准的模型。
第二种方式是利用实时拍摄的图像或者视频恢复场景的三维信息。
这种方式是基于双目立体视觉,对同一物体拍摄不同角度的图像,对这些图像进行立体匹配,获取物体的三维信息。
目前来说,比较成熟的基于双目立体视觉的三维重建系统主要有Faugeras等人设计的从图像序列中重建建筑物的三维重建系统、Bougnoux等开发的Total Calib系统、比利时K.U Leuven University的I'ollefeys等人开发的三维表面自动生成系统以及剑桥大学计算机视觉研究组开发的PhotoBuilder三维重建系统。
这利方式比较实用,造价低廉,只需要一台普通的照相机或者摄像机,然而此种方式也有它的缺点,对于同一个物体在拍摄多幅照片时,如果每次移动的距离不同,则恢复出来的三维信息,就会相差很多。
而且此种方式的精确度不高。
所以,在对精度要求很高的行业中(比如精密仪器制造、汽车零部件制造等),非常不实用。
另外,此种方式仍然需要大量的手工操作,比如上面提到的Pollefeys三维重建系统。
因此,基于图像的三维重建方法的一个研究重点是如何避免过多的人工操作。
第三种方式是用三维扫描设备对物体表面进行扫描。
三维扫描设备分为接触式设备和非接触式设备两种。
这种方式能够得到比较精确的三维信息。
但是,此种方式的造价比较高,普通人群无法承受三维扫描设备的昂贵价格。
接触式的三维扫描设备,必须接触到物体的表面,这样就无法避免的会对物体表面造成一定压力,甚至会对物体产生损害,这对于文物保护等行业来说,显然是不可接受的。
非接触式三维扫描设备将激光或可见光投射到物体表面,然后利用各种感光器件对发射的光进行感光,再利用各种技术计算出物体表面深度信息。
目前较成熟的方法就是激光扫描法。
美国的SIIarp_Shape公司,Footmanaeement公司和英国的CSM3D International公司都利用激光扫描技术开发出成型的人体扫描仪。
但是激光扫描耗时较长,无法做到实时生成三维模型。
上述几种获得三维信息的方式,都有各自的优缺点。
对于上述的第二种方式,研究人员对之加以改进,提出了一种基于结构光投影的三维重建方式,目前,国内利用此种方式开发的三维重建系统还很少且不成熟。
这种方式尽管没有激光扫描那么高的精度,但是造价低廉,而且操作比较简单,比起传统的方式,没有太多影响精度的人工操作,是目前最有发展前途的实用型三维重建技术之一。
三、基于结构光投影的三维重建方式1.结构光技术简介物体的三维信息获取和表面几何形状是机器视觉研究的一个重要方向,获取物体三维信息的技术有多种,如被动视觉和主动视觉等技术。
当需要重建曲面物体的几何形状描述时,就要求获取的物体三维数据具有准确度高覆盖全面的特点。
由于双目视觉系统对于表面没有特征点的物体的表面无法进行很好的识别与重建。
因此基于结构光的主动视觉技术得到了广泛的认可和应用。
目前结构光技术被认为是对物体表面进行重建的最可靠的技术之一。
结构光技术将双目视觉中两个摄像机中的一个替换为投影仪。
通过投影仪将已知图案投射到物体表面,投影的图案会随着物体表面的高度而产生变化,通过摄像机得到的物体表面变形的图案来计算物体表面三维信息。
结构光技术利用投影仪的投影解决了双目视觉中匹配的问题。
由于结构光技术拥有非接触、准确、测量范围大等优点,因此被应用于工业领域的各种元件的质量测量,三维信息检测等。
将结构光图案投射到待加工板材的背面,通过摄像机拍摄加工过程中板材的形状变化可以实现对板材变形过程的三维重建,对于研究材料的特性和改进生产技术提供了完整的数据。
利用多台摄像机和结构光相结合的技术可以加工元件的各部分的垂直性进行检测,与传统的检测技术相比拥有快速,在线,非接触和显著的准确性等优点。
弹性网状材料在缠绕或者展开过程中的振动是制约网状材料传输的速率的重要因素,利用结构光技术可以实现对于网状材料缠绕过程中振动频率和振幅的实时,非接触测量。
2.基于结构光投影的三维重建方式的国外研究发展国外的结构光技术在室内环境中主要应用于人体的面部和手部等部位的重建。
部分学者已经将结构光技术应用在更广泛的工业测量技术中实现对零件的非接触精确测量。
Boulbaba Ben Amor, Mohsen Ardabilian和Liming Chen通过结合结构光和双目视觉对人脸进行了三维重建。
首先通过双目视觉获得人脸部分的二维特征,然后通过结构光技术得到人脸的三维信息,将人脸的二维特征图像覆盖到脸部三维图像的表面实现了对人脸的实现了三维重建。
Jiyoung Park, Cheolhwon Kim,Juneho Yi和Matthew Turk,用结构光技术获得图像中准确的深度边缘信息,为人手部动作和身体姿态的识别提供信息。
FilaretiTsalakanidoua, Frank Forster, Sotiris Malassiotis , Michael G. Strintzis通过将彩色的结构光投射到人的面部,对人脸进行三维重建,利用人脸的三维信息对人脸进行识别,克服了传统的基于人脸二维图像识别中严重受制子光照,姿态等因素的缺点。
S. Boveriea, M. Devy, F. Lerasle利用点状结构光对汽车内部空间的占用情况进行测量和分类,来降低安全气囊误启动的几率。
D. Q. Huynh利用了交比不变性提出了一种新的投影仪标定方法,优化了标定过程并且提高了实验精度。
Ming-June Tsai, Chuan-CherigHung通过DMD(数字微镜装置)投影设备和高精度摄像机将结构光的测量精度提高到了 3 um, Changsoo Je, Sang Wook Lee和Rae-Hong Park利用两幅对比强烈的投影图像投射到待测量物体表面,虽然需要多待测物体进行两次投影和两次拍摄,但是这两次高对比的投影图案投射后得到的图像经过处理后可以消除物体表面颜色和纹理的影响,扩大了结构光的应用范围。
FrodeGrytten, EgilFagerholt, TrondAuestad将结构光投射到加工铝板的背面,实现了对于穿孔过程的动态信息重建。
Peter Lindsey和AndrewBlake利用结构光技术实现了对于运动物体表面的实时跟踪。
Jordi Pages, JoaquimSalvi和Canes Matabos在网状的结构光的竖直和水平两个方上利用颜色进行编码,提高了对图像进行分割和解码时的鲁棒性。
A. Dipanda, S. Woo 利用激光束点阵投影结构光系统实现对物体三维形状的实时重建,提出了自动获得系统构造参数的算法。
David Fofi, JoaquimSalvib, E1Mustapha Mouaddiba 利用结构光技术提出了一种不需要标定就可以对物体表面进行重建的算法。
Oleksandr A. Skydan, Michael J. Lalor, David R.Burton提出了利用多个不同位置的投影仪对待测量物体表面投射不同颜色的投影和傅立叶变换实现对物体的三维重建。
3.基于结构光投影的三维重建方式的国内研究发展国内对于结构光技术的研究还主要集中在室内环境中的应用。
主要研究范围集中在投影图案的设计和摄像机标定的方法。
喻擎苍等提出了一种针对移动物体的二元编码的小型网格结构光,利用复杂的网格形状取代颜色信息来实现代码的唯一性。
岳慧敏等提出了基于傅立叶变换的复杂编码方法对投影图案进行编码的新的编码方法。
张广军等提出在平面标准板上设定特征点来实现对于结构光系统的标定。
王光辉等利用三种特定的基本颜色对投影图案编码,这种编码方式虽然不能保证编码的唯一性和对物体表面突变部分的识别,但是在选取这三种基本颜色时,可以选取受物体表面颜色和纹理影响最小的颜色进行编码,获得物体表面的三维信息后,将物体表面的二维图像信息覆盖到三维物体表面,实现对物体的重建。
张广军等通过多个摄像机和激光投影仪完成了对于加工部件垂直性的检测。