15、3D测量与自适应MV ARMA模型识别技术解析

3D测量与自适应MV ARMA模型识别技术解析

3D测量系统基本概念

提出的3D测量方法基于立体相机和相机 - 激光投影仪系统的组合。立体相机系统的任务是使用四个不同颜色的标记物，在世界坐标系中估计相机 - 激光投影仪设备的位置和方向。使用不同颜色的标记物在立体图像中搜索对应标记时具有优势，比使用相同颜色的标记物搜索速度更快。在对应相机图像中进行搜索非常重要，若使用非对应图像搜索标记，计算出的3D坐标可能无效，因此该方法的一个重要任务是同步相机以获得对应图像。

标记物安装在由相机和激光线投影仪组成的扫描设备上。利用立体相机系统拍摄的立体图像中的信息，可以估计扫描设备的位置和方向。在相机校准中使用了直接线性变换方法（DLT）。激光线投影仪将一条线投射到物体上，这些点位于激光条形成的平面上，该点的3D坐标可计算为激光平面与对应视线的交点。

得到的坐标是在扫描设备的局部坐标系中，需要将这些坐标转换到世界坐标系中，并根据扫描设备的估计位置和方向，乘以相应的旋转和平移矩阵。通过手动自由移动扫描设备并测量目标每个点的位置，就可以获得复杂形状的3D模型。该概念的实现使用了C++，软件代码经过优化，可在单台个人计算机上进行实时处理。

3D测量系统主要处理步骤

算法可分为四个主要任务：
1. 相机校准 ：使用DLT方法，基于求解以下超定线性方程组的最小二乘解：
- (AX = B)
- 其中(A =\begin{bmatrix}M_i&0& - u_iX_i& - u_iY_i& - u_iZ_i\0&M_i& - v_iX_i&