利用控制点信息实现半球体三维表面形状的重建方法技术

本发明专利技术公开了一种利用控制点信息实现半球体三维表面形状的重建方法，该方法首先构建标准半球体模型，从三个角度得到三幅半球体灰度图像，建立物体表面辐照度方程；然后利用物体表面辐照度方程和光度立体法，唯一确定物体表面方向梯度，进行变分法处理，由方向梯度重建半球体三维表面ｆ１（ｘ，ｙ）；最后采用插补面算法和半球体表面控制点三维信息得到插补面ｆ２（ｘ，ｙ），将ｆ１（ｘ，ｙ）和ｆ２（ｘ，ｙ）线性叠加求出物体表面每个点的三维信息，进而得到重建的物体三维表面ｆ３（ｘ，ｙ）。该方法不仅测量球类物体三维表面形状速度快，而且测量所得的重建半球体三维表面形状的精度高，实验结果表明，本发明专利技术所重建半球体三维表面的平均相对误差减少大约１．３％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于物体三维表面测量
，具体地说是涉及一种利用控制点信息实现了半球体三维表面形状的重建方法，为真实物体三维模型的精确重建提供了理论依据和 应用空间。
技术介绍
为了满足工业检测，逆向工程和多媒体三维建模的需要，获取物体三维表面的准 确信息，已经成为近年来研究的热点问题之一。然而，如何使重建的物体三维表面无限逼近 于标准的物体表面，至今仍未能很好解决问题。 目前，物体三维表面重建方法按是否接触测量来区分，主要分为接触式测量方法 和非接触式测量方法。接触式测量方法的复杂度和造价高，不能满足实际的应用条件。非 接触式测量方法的主要有立体视觉法、Shape from Shading(简称SFS)、光度立体法等。立 体视觉法对立体匹配点的数量和准确度要求都非常高，在实际处理中很困难。SFS的求解是 一个病态问题，计算量大，误差较大。光度立体法是针对上述两种方法的缺点提出的，该方 法测量速度快，具有一定的应用价值。在图像重建领域中，光度立体法(PS)是在至少三个 不同光源方向的情形下，拍摄多幅图像，利用图像的光强来计算物体表面的方向梯度，进而 得到物体表面的三维重建。 在实际的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用控制点信息实现半球体三维表面形状的重建方法，其特征在于首先构建标准半球体模型，从三个角度得到三幅半球体灰度图像，建立物体表面辐照度方程；然后利用物体表面辐照度方程和光度立体法，唯一确定物体表面方向梯度，进行变分法处理，由方向梯度重建半球体三维表面ｆ↓［１］（ｘ，ｙ）；最后采用插补面算法和半球体表面控制点三维信息得到插补面ｆ↓［２］（ｘ，ｙ），将ｆ↓［１］（ｘ，ｙ）和ｆ↓［２］（ｘ，ｙ）线性叠加求出物体表面每个点的三维信息，进而得到重建的半球体三维表面形状ｆ↓［３］（ｘ，ｙ），其具体步骤如下：（１）、构建标准半球体模型，设立图像表面辐照度方程；（２）、采集至少三幅图像确定半球体表面方向梯...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张栋，吕东辉，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]