基于单CCD相机自由拍摄的三维柔性测量关键技术研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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基于单CCD相机自由拍摄的三维柔性测量关键技术研究

项目名称：基于单CCD相机自由拍摄的三维柔性测量关键技术研究
项目类别：面上项目
批准号：50475041
申请代码：E051102
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2005-01-01-2007-12-31

项目负责人：张丽艳
负责人职称：教授
依托单位：南京航空航天大学
批准年度：2004

中文摘要：

本课题以一个CCD相机为主要工具，以自由拍摄方式任意多角度获得静态场景空间中物体的多帧图象，通过标记点的识别、建立标记点在各图象间的对应关系，并利用各帧图象中彼此具有一定数量的重叠点的约束，在反求标记点的空间坐标的同时，精确计算各次拍摄时的相机姿态参数。然后利用求得的各次拍摄时的相机外部姿态参数，并通过图象处理技术和多目立体成像原理建立模型上的点在各帧图象中的对应关系，从而恢复出各投影变换的逆变换，得到物体的三维空间坐标。本项目的方法具有硬件设置简单、测量方式灵活、测量范围不受限制、各角度测量数据自动拼合等优势，在逆向工程、产品质量检测、机器人、虚拟现实、智能精密加工等领域有广泛的应用前景。

中文主题词：三维视觉；摄影测量；姿态恢复；三维重建；非标定图像

英文摘要：

3D vision;photogrammetry;pose

英文主题词： 3D vision;photogrammetry;pose

结论摘要：

本课题以一个数码相机为主要工具，以自由拍摄方式任意多角度获得静态场景中物体的多帧图象，通过标记点的识别，建立标记点在各图象间的对应关系，并利用各帧图象中彼此具有一定数量的重叠点的约束，在反求标记点的空间坐标的同时，精确计算各次拍摄时的相机姿态参数。然后利用求得的各次拍摄时的相机外部姿态参数，并通过图象处理技术和多目立体成像原理建立模型上的点在各帧图象中的对应关系，从而恢复出各投影变换的逆变换，得到物体的三维空间坐标。项目主要在编码点的识别与定位、基于多视图约束的相机姿态求解、多图像中目标点的稳健匹配、特征曲线结构三维重建、非结构光辅助下的三维点云重建方面取得了富有成效的研究成果。开发了基于自由拍摄多帧数字图像的三维柔性测量原型系统，相对定位精度在实验范围内最高达到0.0122mm/m（0.00122%）,最低达到0.0173mm/m，显示出该方法具有非常高的空间定位能力。本项目的方法具有硬件设置简单、测量方式灵活、测量范围不受限制、各角度测量数据自动拼合等优势，在逆向工程、产品质量检测、大型物体装配定位、机器人漫游等领域有广泛的应用前景。

成果综合统计