这篇文章发表在 2019年的 International Conference on Robotics and Biomimetics(ROBIO)。
1. 研究问题
研究基于结构光的高反射表面深度测量方法。
2. 研究方法
本文提出了一种基于双立体单目结构光系统 融合的高反射表面测量方法。本文认为双目结构光系统由两个单目结构光系统组成,以获得不同的扫描视角。右系统的3D数据用于补充左系统因高反射面太亮而丢失的3D数据,实现左右相机的3D数据的融合。利用预定的刚性变换矩阵 来提高融合区域的融合质量。此外,创建最终决策图 以避免左右系统重复区域的重建,以确保非融合区域的准确性,从而实现单目系统的准确性。
结构光方法无法对高光表面进行深度测量,传统方法是在被测物体表面喷涂一层薄薄的减反射涂层,使表面的反射特性变为漫反射面,然后对目标进行测量了。但这种方法明显有很大的局限性。
2.1 双单目坐标系融合
本文利用张氏标定法对双单目结构光系统进行标定,左右两个系统共用一个投影仪世界坐标系,但是如果直接基于该坐标系融合的话,会产生较大的重建误差,这是因为两个系统的标定都存在偏差。因此本文提出基于单应矩阵估计的方法来减小融合误差。
2.2 深度测量原理
1.第一阶段:对比格雷码法
投射两个方向的正反格雷码,以提高格雷码解码的鲁棒性。
解码:
2.亚像素匹配 3.最终决策图
4.刚性变换
其实这一步包含在第三步了,只不过这里是作为一个创新点单独提出来写。
3. 实验结果
原型系统
3.1 误差分析
3.2 刚性变换融合误差分析
3.3 复杂物体重建
4. 结论
本文提出的双单目结构光系统和深度测量算法能够对金属表面、手机壳和电机部件等各种复杂物体进行测量,能够解决高反射表面测量问题和遮挡问题。
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