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被動式三維重建技術(shù),被動式一般利用周圍環(huán)境如自然光的反射,使用相機獲取圖像,然后通過特定算法計算得到物體的立體空間信息。
紋理恢復形狀法
紋理法的基本理論為:作為圖像視野中不斷重復的視覺基元,紋理元覆蓋在各個位置和方向上。當某個布滿紋理元的物體被投射在平面上時,其相應的紋理元也會發(fā)生彎折與變化。例如透shi收縮變形使與圖像平面夾角越小的紋理元越長,投影變形會使離圖像平面越近的紋理元越大。通過對圖像的測量來獲取變形,進而根據(jù)變形后的紋理元,逆向計算出深度數(shù)據(jù)。SFT對物體表面紋理信息的要求嚴苛,需要了解成像投影中紋理元的畸變信息,應用范圍較窄,只適合紋理特性確定等某些特殊情形。所有在實際使用中較為少見。
飛行時間法(Time of Flight,ToF)指的是在光速及聲速一定的前提下,通過測量發(fā)射信號與接收信號的飛行時間間隔來獲得距離的方法。這種信號可以是超聲波,也可以是紅外線等。飛行時間法相較于立體視覺法而言,具有不受基線長度限制、與紋理無關(guān)、成像速度快等特點。但是其也有一定的缺點。首先,ToF相機的分辨率非常低。其次,ToF相機容易受到環(huán)境因素的影響,如混合像素、外界光源等,導致景物深度不準確;系統(tǒng)誤差與隨機誤差對測量結(jié)果的影響很大,需要進行后期數(shù)據(jù)處理,主要體現(xiàn)在場景像素點的位置重合上。
點云數(shù)據(jù)通常出現(xiàn)在逆向工程中,是由測距設備獲取的物體表面的信息集合。其掃描資料以點的形式進行記錄,這些點既可以是三維坐標,也可以是顏色或者光照強度等信息。通常所使用的點云數(shù)據(jù)一般包括點坐標精度、空間分辨率和表面法向量等內(nèi)容。點云一般以PCD格式進行保存,這種格式的點云數(shù)據(jù)可操作性較強,同時能夠提高點云配準融合的速度。
3D信息采集常使用移動測繪系統(tǒng)(Mobile Mapping System),MMS包括移動激光掃描系統(tǒng)和數(shù)碼相機。移動激光掃描系統(tǒng)主要由激光掃描儀和慣性導航系統(tǒng)組成,用于測量點的三維坐標和激光反射強度;數(shù)碼相機用于測量點的三維坐標和顏色信息。根據(jù)移動激光掃描系統(tǒng)和數(shù)碼相機采集的數(shù)據(jù)可以得到點云數(shù)據(jù),包括三維坐標、激光反射強度、顏色信息。