主动式三维重建技术之三角测距法
三角测距法是一种非接触式的测距方法,以三角测量原理为基础。红外设备以一定的角度向物体投射红外线,光遇到物体后发生反射并被CCD(Charge-coupled Device,电荷耦合元件)图像传感器所检测。随着目标物体的移动,此时获取的反射光线也会产生相应的偏移值。根据发射角度、偏移距离、中心矩值和位置关系,便能计算出发射qi到物体之间的
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主动式三维重建技术之三角测距法
三角测距法是一种非接触式的测距方法,以三角测量原理为基础。红外设备以一定的角度向物体投射红外线,光遇到物体后发生反射并被CCD(Charge-coupled Device,电荷耦合元件)图像传感器所检测。随着目标物体的移动,此时获取的反射光线也会产生相应的偏移值。根据发射角度、偏移距离、中心矩值和位置关系,便能计算出发射qi到物体之间的距离。三角测距法在测量、地形勘探等领域中应用广泛。
PCL框架包括很多的算法和典型的数据结构,如滤波、分割、配准、识别、追zong、可视化、模型拟合、表面重建等诸多功能。在算法方面,PCL是一套包括数据滤波、点云配准、表面生成、图像分割和定位搜索等一系列处理点云数据的算法。例如PCL中实现管道运算的接口流程:
①创建处理对象,例如滤波、特征估计、图像分割等;
②通过setInputCloud输入初始点云数据,进入处理模块;
③设置算法相关参数;
④调用不同功能的函数实现运算,并输出结果。
经过配准后的深度信息仍为空间中散乱无序的点云数据,仅能展现景物的部分信息。因此必须对点云数据进行融合处理,以获得更加精细的重建模型。以Kinect传感器的初始位置为原点构造体积网格,网格把点云空间分割成很多的细小立方体,这种立方体叫做体素(Voxel)。通过为所有体素赋予SDF(Signed Distance Field,有效距离场)值,来隐式的模拟表面。
表面生成的目的是为了构造物体的可视等值面,常用体素级方法直接处理原始灰度体数据。Lorensen提出了经典体素级重建算法:MC(Marching Cube,移动立方体)法。移动立方体法首先将数据场中八个位置相邻的数据分别存放在一个四面体体元的八个顶点处。对于一个边界体素上一条棱边的两个端点而言,当其值一个大于给定的常数T,另一个小于T时,则这条棱边上一定有等值面的一个顶点。然后计算该体元中十二条棱和等值面的交点,并构造体元中的三角面片,所有的三角面片把体元分成了等值面内与等值面外两块区域。连接此数据场中的所有体元的三角面片,构成等值面。合并所有立方体的等值面便可生成完整的三维表面。
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