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视觉三维重建技术在三维重建领域具有非常重要的地位,该技术常常被应用于复杂或不易测量设备的测量与结构分析与优化。该技术的特点是可以实现自动化三维重建,但如何实现视觉三维重建技术快速准确地三维重建一直是研究的热点和难点。 首先,归纳总结了各类三维重建技术的优点和缺点,决定采用双目结构光方法并搭建了相应三维重建平台。为了降低三维重建平台的成本,本三维重建平台由两台 CGU2-500C摄像机、一台极米Z3投影仪、一台电脑和三角支撑架搭建而成。 其次,本文详细描述了摄像机模型以及其相应的标定原理。本文利用Matlab标定工具箱对该双目三维重建平台进行标定,并得到了双目三维重建平台摄像头的内参数和外参数。另外,根据投影矩阵推导出了双目三维重建计算三维点的数学公式。 再次,针对格雷码编码三维重建技术编码图像多、计算量大和重建速度慢的缺点,本文根据黑白格雷码结合黑白四步相移光栅三维重建原理,提出了彩色格雷码结合彩色三步相移光栅三维重建原理。本文分别详述了黑白格雷码和彩色格雷码的编码和解码原理,并制作了相应的黑白和彩色格雷码编码图。针对本实验灰度失真情况,本文提出了相应的不同格雷码解码算法。同时,根据三步相移公式与四步相移公式,制作了相应的光栅图。为了直观检验两种相移光栅的解码精度,分别将黑白四步相移光栅和彩色三步相移光栅投影图转化成了相位图。对比发现两种相位图都具有灰度连续性,都能保证一定的解码精度;但黑白四步相移光栅需要4张图像,而彩色三步相移光栅只需要1张图像。匹配方法采用左右图横纵绝对相位唯一一致原则,并利用三角测量原理获得各自三维重建结果。 最后,本文将两种双目结构光编码三维重建方法分别应用在三种翼型的风力发电机叶片的三维重建。通过对其重建点云数量、封装图形和重建长度精度三方面对两种方法进行对比分析,表明彩色格雷码结合彩色三步相移光栅三维重建具有可行性和实用性。本文还编写了相应的MFC界面程序,其主要功能包括双目摄像头打开,拍摄保存图像,相机标定、相位匹配以及三维点云显示等。