【摘 要】
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三维建模技术是许多研究和应用领域的关键技术。在三维重构研究中,多数采用的是基于图像的方法获取三维数据。由于三维场景中的遮挡以及模糊等原因,有时获取的信息较少。如何获
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三维建模技术是许多研究和应用领域的关键技术。在三维重构研究中,多数采用的是基于图像的方法获取三维数据。由于三维场景中的遮挡以及模糊等原因,有时获取的信息较少。如何获取更多的三维信息以及如何由这些三维数据重构出与物体形状误差较小的物体模型成为关键性的问题。生物学方面研究表明人能够由视觉信息和触觉信息共同认知物体,使物体在大脑中形成较完整的三维影像。
基于生物学研究启示,本文对物体三维重构技术进行了深入研究,提出了一种利用视觉和触觉信息对物体进行三维重构的新方法,并对视觉和触觉三维信息的获取、利用三维信息反求物体的形状模型进行了研究。本文的主要工作和创新点如下:
1、在对比分析了常用的三维建模技术及方法的基础上,确定了采用双目立体视觉方法获取物体的三维信息。研究了双目立体视觉系统的标定、图像匹配等关键技术;根据立体视觉基本原理和三维空间点的重构方法,完成了空间点的坐标测量;利用视觉的测量结果生成了3D 环境的深度图和三维表面。
2、对由触觉获取物体三维形状信息进行了研究。采用5DT 数据手套获取触觉信息,通过数据手套可测得手指各关节的转动角度,并结合人手的运动学方程确定手指上任意点的三维坐标。在Pro/E 中建立了手的三指模型,并进行了运动仿真。
3、在Pro/E 中,利用NURBS 曲面拟合方法对物体曲面进行了重构研究。首先分别对Bezier 曲面,B-Spline 曲面和NURBS 曲面这三种方法进行了比较,并选用NURBS 方法重构出了物体的曲面形状。最后对形状重构误差进行了分析。
本文以HALCON 及Pro/E为研究平台,对视触三维重构方法进行了研究,并通过实验验证了方法的正确性,达到了预定的效果,具有较好的应用价值。
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