三维全景(整体)扫描是三维扫描技术的发展方向,通过一次扫描即可获得物体的整体三维数据,现时的三维全景扫描系统由于成本高,不可以随意组装拆卸,操作复杂,并未获得广泛应用。基于此,我们提出了一种基于封闭链式结构光系统的三维扫描仪,通过顺序投影一组黑白结构光,结合相应的图象处理算法,可以恢复出物体各个侧面的2.5D数据,通过数据的拼接和融合从而得到整体的三维模型。由于采用普通投影仪和照相机,可以大大降低成本。系统的一个关键是标定方法的研究,它不仅决定了系统的重构精度,也决定了后期处理的复杂度和精确度,我们将在以前工作的基础上,研究新的标定方法,从而大大提高系统组装的灵活性,使系统可以随意组装拆卸。系统研发成功后可以广泛应用与人脸,人体,珍贵文物,机械部件等需要整体三维信息扫描。
相对于机械式测量方法,光学测量具有非接触,快速的特点;光学测量又可以分为激光和结构光方法,激光难于进行编码,只能投射出线或者点,采样速度不如结构光且具有潜在的伤害性,特别是用于人脸的扫描;结构光的主要问题是容易受到外界光线和物体表面反射,纹理等的影响,因此需要具有较强抗噪能力的图象解码算法从而获得准确的解码和精确图象特征定位。
主要技术指标:
我们将开发一套基于链式结构光的全景三维扫描系统,该系统包括4对投影仪和照相机,研究照相机-投影仪-照相机-投影仪-照相机这种封闭链式的结构光系统标定方法,解决在此基础上的结构光编码和解码算法问题,实现2.5D数据的对准和融合,最后对3D数据的整合及其后期处理。
预期目标:
在开发该项目的同时,我们期望能发表2到3篇会议和期刊文章。此外,将来还会将该项目中推导的各种算法进一步开发成商品,它的扫描对象可以包括人脸,人体,珍贵文物,机械部件等需要整体三维信息的物体,还有可能用于电影动画,服装制造,工业测量,反向工程,以及医学研究等各领域上。