微小型物体高精度三维视觉测量与重构方法研究

视觉测量（Vision Measurement）作为一种非接触测量方法，具有非接触、速度快、尺度范围广、信息量丰富、抗干扰能力强等优点，在常规尺寸零件识别与定位、三维物体立体重构与可视化、产品质量控制等领域已经得到广泛应用。现有的视觉测量理论与方法用于微小型物体（2mm～20mm）仍存在许多问题，国内尚无可行、实用的三维测量与重构的理论与方法。.本项目针对微小型物体的特点，提出轮廓线与结构光结合的三维视觉测量方法；提出基于视觉约束的三维重构方法；提出完整的技术方案并设计软硬件系统。本项目的实施将实现微小型高精度三维视觉测量与重构，必将填补国内空白。项目研究拓展当前视觉测量用于微小型物体的理论和方法，具有理论研究和实践推广价值。

本项目针对微小型物体的特点，在高精度三维重建方面展开了深入研究，包括：（1）提出了轮廓线与结构光结合的三维视觉测量方法，提出了完整的技术方案并设计了软硬件系统，成功应用于钻石、牙齿模型、小型文物等的三维重建；（2）设计了立体相机高精度标定算法，精度优于传统标定方法；（3）设计了旋转平台高精度标定算法，使用旋转平台大大提高了三维重建的自动化水平；（4）设计了直线特征、椭圆特征、圆柱体特征的高精度提取方法；（5）针对轮廓线与结构光结合的三维数据获取的特点，设计了基于切平面投影的快速曲面重构方法。项目研究拓展了当前视觉测量用于微小型物体的理论和方法，具有理论和应用价值。