4。2 OSG 三维处理 28

4。3 小结 31

5 实验 32

5。1 标定实验 33

5。2 三维重建实验 35

5。3 小结 39

6 总结展望 40

6。1 全文总结 40

6。2 研究展望 41

致谢 42

参考文献 43

1 引言

三维重建是计算机视觉的一个重要分支，是根据物体的二维图像获取物体的三维空间分 布信息。三维重建技术主要包括物体三维信息的获取和三维物体重现两个过程，而物体三维 信息的获取主要依赖于三维测量技术[1]。由于三维重建的技术的发展是和三维测量技术是息 息相关的，对于三维重建技术的研究主要是对物体三维信息的获取方式（即三维测量方式） 的研究。所以，三维重建的分类一般是以三维测量技术为依据的。从测量技术的发展过程来 看，分别经历了由接触式到非接触式，从手工到自动化测量的过程[2]。三维测量技术由于其 技术复杂性，为了适应不同的测量场合，人们研究了多种不同的测量方法[3]。由于三维重建 技术在工业、医疗、军事等方面的应用十分广泛，三维测量技术一直是科技界研究的热点， 吸引了国内外学者的兴趣，进行了大量研究。

现阶段三维重建技术的研究重点是非接触测量，是结合光、机、电、算等先进科学技术 对物体进行实时的测量和重现。非接触式三维重建主要有被动式和主动式两种：被动式是指 被测对象自身不发射辐射线（如热辐射），而是通过反射周围辐射线来获取图像，再通过图像 处理等获取三维信息[4]。主动式是指被测对象自身发射特定的辐射线（如激光、编码光等）， 通过反射辐射线的额外信息获取物体三维信息。文献综述

被动式重建方式一般是指基于视觉的三维重建技术，包括单像法和多像法。但是，基于 视觉的三维重建仍然存在较大的局限性。而主动式重建方式可采用的方法更为灵活、精度更 高，很多学者对主动式重建方式进行了大量研究。主动式重建可分为空间调制和时间调制， 其中时间调制常用的是飞行时间法，空间调制有结构光法、激光扫描等。同时，结构光法和 激光扫描还可以细分为多种类型，可见主动式测量的灵活多样。本文研究的重点是主动式三 维测量系统中的结构光法，以下是对各种方法的研究情况的概括分析。如图 1。1 是对三维测 量技术的简单分类。

 三维测量方法分类

1。1 国内外研究现状

1。1。1 基于视觉的三维重建

基于视觉的三维重建技术主要是指单目视觉法、双目视觉法和三目视觉法，其中双目视 觉法应用较广泛。单目视觉法( monocular vision) 是指只使用一个相机进行图像采集实现三维 重建的方法。单目视觉法有两种方式：一种是通过图像的明暗度、轮廓或者纹理等二维特征 来推导出物体或场景的深度信息，这种方式比较简单，使用的图像较少，但是对重建的场景 要交较多，且重建精度一般，故而应用较少。另一种单目视觉法是通过相机从不同角度（或位置）对同一场景进行图像采集，通过匹配这些图像的相同特征点来获取场景的三维信息， 实现对场景的三维重建。这种方法可以通过使用大量的同一场景的不同图像来提高重建的精 度，但是相应的计算量将大大增加，从而使重建得速度减慢。