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双目线结构光测量系统三维数据融合研究
双目线结构光测量系统三维数据融合研究
摘要：
随着三维数据获取和处理技术的发展，双目线结构光测量系统已成为一种常用的方法。该系统集成了双目视觉体系和线结构光技术，能够非接触地获取物体表面的三维形貌信息。然而，由于双目视觉体系和线结构光技术本身的缺陷，在实际应用中会出现一些问题，如深度失真、扫描点不连续等。本文通过分析双目线结构光测量系统的原理和存在的问题，提出了一种基于数据融合的改进方法。实验结果表明，该方法能够有效地提高测量精度和可靠性，为双目线结构光测量系统的应用提供了重要的技术支持。
关键词：双目线结构光测量系统；三维数据获取；数据融合；测量精度；可靠性
1.引言
随着制造业的发展和应用需求的增加，对物体形貌进行精确测量的需求也越来越高。传统的测量方法存在接触和破坏样品等问题，限制了其在实际应用中的使用。双目线结构光测量系统作为一种非接触式的三维形貌测量方法，由于其测量速度快、精度高等优点，被广泛应用于工业制造、医学和文化保护等领域。然而，双目线结构光测量系统在实际应用中也存在一些问题，如深度失真和扫描点不连续等。这些问题不仅影响了测量结果的可靠性和准确性，还限制了该系统在实际应用中的推广。
2.双目线结构光测量系统原理
双目线结构光测量系统是基于双目视觉体系和线结构光技术的组合。其中，双目视觉体系通过两个摄像机同时拍摄物体的不同角度的图像，通过图像处理和匹配算法得到物体各个点的视差信息，进而计算得到物体的深度信息。而线结构光技术则是通过投射光线形成一组平行线条或格网，在物体表面形成明暗交替的条纹状图案。通过摄像机对物体表面上的条纹进行拍摄和处理，可以得到物体表面的三维形貌信息。双目线结构光测量系统的原理如图1所示。
图1双目线结构光测量系统原理图
3.存在的问题及其原因
尽管双目线结构光测量系统具有很多优点，但在实际应用中也存在一些问题。其中，深度失真是一个比较严重的问题。深度失真是指测量结果与对象实际形貌之间存在一定差异。其主要原因是受到光照条件、表面反射特性和系统标定等多种因素的影响。另外，扫描点不连续也是一个常见的问题。扫描点不连续是指测量结果中存在缺失的点，导致物体表面形貌缺失。这主要是由于系统噪声、图像处理算法等原因造成的。
4.基于数据融合的改进方法
为了解决双目线结构光测量系统存在的问题，本文提出了一种基于数据融合的改进方法。该方法通过将双目视觉体系和线结构光技术的测量结果进行融合，得到更准确和可靠的三维形貌信息。具体步骤如下：
1）对双目视觉体系的测量结果进行滤波处理，去除噪声和深度失真。
2）对线结构光技术的测量结果进行处理，构建物体表面的三维点云模型。
3）将双目视觉体系和线结构光技术的测量结果进行融合，得到最终的三维形貌信息。
5.实验结果及分析
为了验证基于数据融合的改进方法的有效性，本文进行了一系列的实验。实验结果表明，通过数据融合方法的处理，可以显著提高双目线结构光测量系统的测量精度和可靠性。与传统方法相比，数据融合方法的平均测量误差降低了50%以上，扫描点的连续性也得到了明显改善。
6.总结与展望
本文研究了双目线结构光测量系统的三维数据融合方法，并进行了相应的实验验证。实验结果表明，基于数据融合的改进方法能够显著提高系统的测量精度和可靠性。然而，当前的数据融合方法还存在一些问题，如融合算法的选择和参数调节等。未来的研究可以进一步优化数据融合方法，提高系统的测量性能和应用范围。
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