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随着计算机应用技术的发展,计算机视觉广泛应用于日常生产和生活当中。近年来三维建模和3D打印技术成为计算机视觉中的研究热点。三维重建技术在医疗、文物保护、尺寸测量等领域有着广泛的应用,而结构光三维扫描技术是物体三维建模中的一种重要技术。结构光三维扫描属于非接触式主动测量技术,具有成本低、精度高和实时性好等优点。结构光三维扫描中,摄像机增益和投影仪投射亮度两个参数的取值会直接影响三维重建质量,同时这两个参数组合繁多,难以通过人工选择得到一组最优三维重建参数。针对此问题,本课题提出并实现了一个基于动态参数控制的结构光三维扫描系统,该系统利用三维重建模型边缘轮廓的重现程度进行质量评价,根据重建质量自适应调节系统中的摄像机增益和投影仪投射亮度两个参数,从而获得物体最佳三维重建模型。系统综合考虑了硬件成本、扫描效率和重建精度等因素,选择了CCD摄像机、高分辨率镜头和DLP投影仪作为主要硬件设备。系统在Visual Studio2010集成开发环境下,开发语言采用C语言,结合OpenCV进行软件平台的开发。本文的主要工作和研究成果如下:1、分析比较各种编码结构光的优缺点,由于格雷码结构光编码简单、鲁棒性高、应用场景广泛,选择采用格雷码结构光作为本系统的编码图案,并对格雷码结构光的编解码原理进行了深入研究。2、研究结构光三维扫描技术所涉及的摄像机和投影仪标定技术,分析结构光三维扫描数学模型,并采用张正友标定算法实现对本系统精确标定,得到三维重建所需的参数。3、研究三维重建算法,以三角测量法为原理,结合格雷码解码结果及系统标定参数,计算物体深度信息并重建物体三维模型。4、针对摄像机增益和投影仪投射亮度影响重建质量的问题,提出基于动态参数控制的结构光三维扫描系统,通过动态调节摄像机增益和投影仪投射光强这两个参数,保证拍摄到的照片曝光正常且成像清晰,从而得到细节丰富、点云数据密集的三维模型。5、针对摄像机和投影仪光照参数组合繁多,难以通过人工选择的问题,实现了动态参数控制的结构光三维扫描系统的搭建。通过对三维点云图片进行边缘检测,计算像素点个数,评价三维重建效果,根据质量评分,结构光扫描系统自动调节摄像机增益和投影仪投影亮度两个参数以得到最佳三维重建模型。实验结果表明,本系统成本低、扫描效率高、重建效果好,可以满足实际应用需求。