3。2三维重建系统的标定方法 17

3。2。1常用的标定方法 17

3。2。2张氏平面标定法 17

3。2。3优化的标定方法 20

3。3数字图像相关方法 21

3。4像素插值方法 24

3。5本章小结 26

第四章 三维重建系统软件组成及精度测量 27

4。1概述 27

4。2标定板的选择 27

4。3标志点的信息获取 28

4。4相机标定 30

4。4。1获取正面图像 31

4。4。2获取模板图像 34

4。5误差检验及分析 35

4。6本章小结 36

结   论 37

致 谢 39

参考文献 40

第一章 绪论

1。1三维重构设备的发展及应用

三维重构设备是一种测量仪器，其功能是通过一系列相关手段，检测出实际存在的物体模型的物理尺寸，并转换为相应的数值体现在计算机中。这些模型对许多领域的研究、应用都有着很大的帮助。在考古领域[1]中，三维测量技术可以在不损害文物的同时获取其三维坐标，生成并加工出这些文物的数字模型，给研究人员带来了许多便利，也使得这些宝贵的资源通过另一种途径保存了下来。同时这些模型可以供游客观赏和学校教学，为文化遗产的传播提供了重要的媒介。在人体三维重建方面，三维测量技术可以通过摄像头等设备采集人体某一图像[2]，既可以处理、分析这些图像来对来往人员进行登记管理，又可以导入相关软件中进行处理、加工，丰富相关资源库。在车辆管理上，三维重建技术可以识别车牌号，为车辆登记，管理打下基础。在逆向工程技术方面，三维重建设备可以获得不规则形状物体的三维数据[3]，尤其是曲面、凹槽等难以测量的数据，通过Geomagic等逆向工程软件进行三维模型重构，再导入正向建模软件进一步加工处理，得到完善的实物模型。获取物体的立体几何位置数据是逆向工程的第一步，也是非常重要的一步[4]。总之，三维重建技术可以用在各种不同的应用领域，有广泛的前景。

三维重建设备作为一种对物体模型测量的设备，其测量速度较传统的测量设备要快、并且不与被测量物体相接触，避免了对实物的损害，并且测量精度较高，因此越来越多的领域都受益于三维扫描设备。通过三维重构设备对各类模型的扫描，可以得到其三维物理尺寸，扫描所得的数据既可以导入正向建模软件进行测量、修善并送入加工中心或3d打印设备上进行加工制造，又可以导入逆向建模软件中进行三维模型的反求，重新得到实物模型，既缩短了制造周期，又加快了相关产业的发展。同时人们对数字图像、模式识别等领域的进一步研究，也将大大的推动三维测量设备的发展。

1。2三维测量方法

三维测量设备根据是否触碰到被测物体分为接触式和非接触式两种[4]。图1-1列出了一些常用的三维测量方法。

图1-1 常用的三维测量方法及分类