三维激光扫描仪原理ppt课件.ppt
《三维激光扫描仪原理ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《三维激光扫描仪原理ppt课件.ppt(30页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、三维激光扫描仪原理三维激光扫描仪原理经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(一)结构光测距基本原理(一)结构光测距基本原理 结构光测距是一种既利用图像又利用可控光源的测距技术。其基本思想是利用照明光源中的几何信息帮助提取景物中的几何信息。利用光平面照射在物体表面产生光条纹,在拍摄的图像中检测出这些条纹,它们的形态和间断性,构成了物体各可见表面与相机之间的相对测度。结构光从光源的几何形状上说有点状、条状、网状等许多种。可以采用激光或白光。这种方法的突出优点是可以减少计算的复杂性,扫描速度快,量测精度高,因
2、而在许多三维扫描系统中得到应用。这一技术特别适用于室内环境,物体表面反射情况比较好的场合。如图1所示,线光源产生狭窄的激光平面(宽度小于0.4mm),投射于被扫描物体表面,形成一条光条纹,摄像机光轴与激光投射面L成一个角度。这样,摄像机拍摄的光条纹图像不是一条直线,其形状就反映了物体表面的形状,在一幅图像中可以算出所有位于激光照射线上的点的深度和高度。当物体以固定的角速度旋转一周,激光投射面L扫过物体表面,其上所有点的深度和高度信息都可以算出,如果用柱坐标系,取h轴与物体旋转轴重合,那么物体表面上每一点的极角坐标可以从算出。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到
3、的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(二)线性模型摄像机定标(二)线性模型摄像机定标l 计算机视觉系统是从摄像机获取的图像出发,计算三维环境物体的位置、形状等几何信息,并由此重建和识别环境中的物体。图像上每一点的亮度反映了空间物体表面某点反射光的强度,而该点在图像上的位置则与空间物体表面相应点的几何位置有关。这些位置的相互关系,由摄像机成像几何模型所决定。该几何模型的参数称为摄像机参数,这些参数必须由实验与计算来确定,实验与计算的过程称为摄像
4、机定标。摄像机模型是光学成像几何关系的简化。这一节讲述比较简单的模型线性模型或称针孔模型(pin-hole model)。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(1 1)图像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系)图像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系 l摄像机采集的数字图像在计算机内为MN数组,M行N列的图像中的每一个元素(称为象素,pixel)的数值即是图像点的亮度(或称灰度)。若为彩色图像,则图像上象素的亮度将由红、绿、蓝三种颜色的亮度表示。如图1所示,在图像上定义直角坐标系u、v,每一象素的坐标分别是该
5、象素在数组中的列数与行数。所以,是以象素为单位的图像坐标系的坐标。由于只表示象素位于数组中的列数与行数,并没有用物理单位表示出该象素在图像中的位置,因而需要再建立以物理单位(例如毫米)表示的图像坐标系。该坐标系以图像内某一点为原点,x轴与y轴分别与u、v轴平行,如图1所示。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(1 1)图像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系)图像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系图1 图像坐标系 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为
6、消费者购买商品的价款或接受服务的费用l如不特别说明,我们都以(u,v)表示以象素为单位的图像坐标系的坐标,(x,y)表示以毫米为单位的图像坐标系的坐标。在x、y坐标系中,原点定义在摄像机光轴与图像平面的交点,该点一般位于图像中心处,但实际上由于工艺制造的原因,会有些偏离,若在u、v坐标系中的坐标为 ,每一个象素在x轴与y轴方向上的物理尺寸为 ,则图像中任意一个象素在两个坐标系下的坐标有如下关系:(1 1)图像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系)图像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接
7、受服务的费用(1 1)图像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系)图像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系l为以后方便起见,我们用齐次坐标与矩阵形式将上式表示为:l (1)l逆关系可写成:l (2)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(1 1)图像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系)图像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系图2 摄像机坐标系与世界坐标系 摄像机成像几何关系如图2所示,其中O点称为摄像机光心,1 轴和 轴与图像的x轴与y轴平行,轴为摄像机的光轴,它与图像平面垂直。光轴与图像平面的交点,即为图像坐标系的原
8、点,由点O与 、轴组成的直角坐标系称为摄像机坐标系 为摄像机焦距。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用l我们在环境中还选择一个基准坐标系来描述摄像机的位置,并用它描述环境中任何物体的位置,该坐标系称为世界坐标系,由 轴组成。摄像机坐标系与世界坐标系之间的关系可以用旋转矩阵 与平移向量 来描述。因此,空间中某一点P在世界坐标系与摄像机坐标系下的齐次坐标如果分别是 与 ,于是存在如下关系:l (3)l其中,为 正交单位矩阵,为三维平移向量,为 1 矩阵。(1 1)图像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系)图像
9、坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用l空间任一点P在图像上的成像位置可以用针孔模型近似表示,即任何点P在图像上的投影位置p,为光心O与P点的连线OP与图像平面的交点。这种关系也称为中心射影或透视投影,由比例关系有如下关系式:l (4)l其中,为p点的图像坐标,为空间点P在摄像机坐标系下的坐标。(2 2)线性摄像机模型(针孔模型)线性摄像机模型(针孔模型)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 三维 激光 扫描仪 原理 ppt 课件
限制150内