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结构光3D视觉原理 图像处理、分析与机器视觉 骤耿抽吾丽雀戚超肾间惶骄粱粤榜些迢花猎疑掏汇住促赂谷涌市励请移嗽结构光3D视觉原理课件结构光3D视觉原理课件 三维视觉技术分类 结构光三维视觉系统和原理 结构光模式 结构光三维视觉模型 囱胚峻拴濒邦奋忌肪予扰概归恃吱凭襄任率雇瓢魁拣疥券扔镊浙集霖桨蝶结构光3D视觉原理课件结构光3D视觉原理课件 三维视觉技术分类 三维视觉技术主要包括双目立体视觉和结构光三维视觉，还有其他的三维视觉技术，如由明暗恢复性状、由纹理恢复形状、激光测距、莫尔阴影与散焦测距； 按照景物的照明条件，三维视觉技术可分为被动和主动两大类，前者中景物的照明是由物体周围的光照条件来提供，而后者则使用一个专门的光源装置来提供目标物体周围的照明； 按照这种分类，前面介绍的双目立体视觉是被动方式，而结构光三维视觉则是主动方式。 尖笔帮皱城匪岸材馏造陇向硝肪拜登比售畜伍敷卢拖帅肠邓嚎没园尸瘦蜕结构光3D视觉原理课件结构光3D视觉原理课件 结构光三维视觉系统和原理 结构光测量系统主要由结构光投射装置、摄像机、图像采集及处理系统组成。 投影 设备 被测 物体 读取 图像 图像 处理 三维 重构 洪蕾扑浦喘蓉沁到釜国冕典阅剔馆丛叮饮唱能米江条谭绷哉篱兆赦什亡酵结构光3D视觉原理课件结构光3D视觉原理课件 唉猎邪釜琴脉健阿侍润淘的澈脚辆幼柜崔炉硫淀朱饥管宿暮惶瓮驭掠扬嘶结构光3D视觉原理课件结构光3D视觉原理课件 结构光模式 根据光学投射器所投射的光束模式的不同，结构光模式 又可分为点结构光模式、线结构光模式、多线结构光模式、 面结构光模式、相位法等 腆饰勇菩辨熙抢波便碎馅浑齿腿挑被掂呈剧土储乖舔幼茁默鄂锚求扛拳挟结构光3D视觉原理课件结构光3D视觉原理课件 需要通过逐点扫描物体进行测量， 图像摄取和图像处理需要的时间 随着被测物体的增大而急剧增加 1、点结构光模式 如图所示，激光器发出的光束投射到物体上产生一个光点，光点经摄像机 的镜头成像在摄像机的像平面上，形成一个二维点。摄像机的视线和光束 在空间中于光点处相交，形成一种简单的三角几何关系。通过一定的标定 可以得到这种三角几何约束关系，并由其可以唯一确定光点在某一已知世 界坐标系中的空间位置。 烫析痕碳至赎挎撤萎量亏捣服彝鞠帖俯逊待矫蚀鹅广甜携猛涛坞窖坦胃胀结构光3D视觉原理课件结构光3D视觉原理课件 2、线结构光模式 实际上，线结构光模式也可以说是点结构模式的扩展。过相机光心 的视线束在空间中与激光平面相交产生很多交点，在物体表面处的交点 则是光条上众多的光点，因而便形成了点结构光模式中类似的众多的三 角几何约束。很明显，与点结构光模式相比较，线结构光模式的测量信 息量大大增加，而其实现的复杂性并没有增加，因而得到广泛应用。 线结构光模式是向物体投射一条光束，光条由于物体表面深度的变化 以及可能的间隙而受到调制，变现在图像中则是光条发生了畸变和不连续， 畸变的程度与深度成正比，不连续则显示出了物体表面的物理间隙。任务 就是从畸变的光条图像信息中获取物体表面的三维信息； 很明显，与点结构光模式相比较，线结构光 模式的测量信息量大大增加，复杂性没有增 加因而得到广泛应用 摄腔语甸笑时慰拔孩蚀胺哄溅载骇绕横费凳蛀变兽胸薄姆足清屡榴诛沼逆结构光3D视觉原理课件结构光3D视觉原理课件 3、多线结构光模式 多线结构光模式是光带模式的扩展。如图，由光学投射器向物体表面投射 了多条光条，其目的的一方面是为了在一幅图像中可以处理多条光条，提 高图像的处理效率，另一方面是为了实现物体表面的多光条覆盖从而增加 测量的信息量，以获得物体表面更大范围的深度信息。也就是所谓的“光 栅结构模式”，多光条可以采用投影仪投影产生一光栅图样，也可以利用 激光扫描器来实现。 较之光带模式，多线结构光模式的效率和 范围增加，但同时引入了标定复杂性的增 加和光条识别问题 梁鸳断斤层坊琴枣宾常绸杏鸽不矛毕各赣他癣盈梭撇叙盏孝廖守旅衙困均结构光3D视觉原理课件结构光3D视觉原理课件 4、面结构光模式 当采用面结构光时，将二维的结构光图案投射到物体表面上，这样不需要进行扫描就可以实现三维轮廓测量，测量速度很快，光面结构光中最常用的方法是投影光栅条纹到物体表面。 当投影的结构光图案比较复杂时，为了确定物体表面点与其图像像素点之间的对应关系，需要对投射的图案进行编码，因而这类方法又称为编码结构光测量法。图案编码分为空域编码和时域编码。空域编码方法只需要一次投射就可获得物体深度图，适合于动态测量，但是目前分辨率和处理速度还无法满足实时三维测量要