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第一章 绪论1

1.1 引言1

1.2 三维测量技术发展现状2

1.2.1 接触式三维测量2

1.2.2 非接触式三维测量4

1.3 光栅投影法关键问题分析9

1.3.1 系统光学结构11

1.3.2 条纹图像处理13

1.3.3 发展趋势18

1.4 本书内容概述19

第二章 视觉测量中的图像处理22

2.1 圆标识点的识别22

2.1.1 圆标识点识别方法分析24

2.1.2 实用的圆标识点识别方法26

2.1.3 检测可能的标识点28

2.1.4 验证疑似点30

2.1.5 圆标识点识别实验34

2.2 圆标定点的定位37

2.2.1 一种求圆标识中心亚像素级边缘定位算法38

2.2.2 椭圆目标的亚像素级边缘定位方法研究47

2.2.3 圆形目标精密定位方法的研究与应用62

2.3 本章小结76

第三章 摄像机标定78

3.1 标定简介79

3.1.1 参考坐标系简介79

3.1.2 摄像机的针孔模型81

3.1.3 摄像机的畸变模型83

3.1.4 射影几何的基本知识85

3.1.5 摄像机标定综述87

3.2 圆心数据的坐标匹配93

3.3 基于固定参数和可变参数的摄像机标定95

3.3.1 固定参数的标定95

3.3.2 可变参数的初标定96

3.3.3 可变参数的非线性优化104

3.3.4 标定算法总步骤108

3.3.5 实验108

3.4 基于两个相同圆的摄像机标定方法113

3.4.1 内参的确定114

3.4.2 外参的确定116

3.4.3 实验121

3.5 本章小结128

第四章 光栅投影法——视觉测量系统模型130

4.1 主动式视觉测量130

4.2 经典光栅投影系统模型131

4.2.1 相位的获得132

4.2.2 物点高度的获得132

4.3 新的系统模型134

4.3.1 θ-（Xc,Yc,Zc）关系式135

4.3.2 （m,n）-（XC,Yc,Zc）关系式137

4.4 系统标定139

4.4.1 标定原理140

4.4.2 标定步骤141

4.5 实验142

4.5.1 系统构建及标定142

4.5.2 实例测量144

4.6 本章小结145

第五章 视觉测量系统的自校正147

5.1 DLP数字投影仪147

5.2 正弦光栅的投影研究149

5.2.1 投影系统光路149

5.2.2 空间投影光栅的非正弦性150

5.3 相位自校正155

5.3.1 θp-θs映射关系的建立156

5.3.2 Is的校正157

5.4 实验159

5.4.1 实验一：光栅自校正159

5.4.2 实验二：解相位结果165

5.5 本章小结167

第六章 视觉测量中的条纹图像处理——解相位169

6.1 解相位的基本原理169

6.1.1 四步相移法169

6.1.2 解相位170

6.2 中心摄动法173

6.2.1 中心条纹摄动173

6.2.2 摄动条纹解相174

6.2.3 其他条纹解相175

6.2.4 误判处理与仿真176

6.2.5 实验179

6.2.6 小结184

6.3 基于标志线的解相位方法184

6.3.1 标志线的设置和获取185

6.3.2 利用标志线进行相位展开190

6.3.3 实验及分析194

6.3.4 小结197

6.4 基于错位条纹的三维测量方法198

6.4.1 错位条纹法原理199

6.4.2 错位条纹法解相位202

6.4.3 实验209

6.4.4 小结214

6.5 本章小结214

第七章 多视角的三维测量——拼接方法研究215

7.1 空间动态分层的拼接算法215

7.1.1 三维拼接数学模型的建立216

7.1.2 特征标识点的处理216

7.1.3 空间数据动态分层217

7.1.4 求解转换矩阵219

7.2 三维点云拼接算法的比较和分析220

7.2.1 拼接算法及改进220

7.2.2 拼接算法的误差分析224

7.3 实验227

7.4 本章小结229

第八章 三维点云处理231

8.1 三维点云的孔洞填充231

8.1.1 B样条曲面定义231

8.1.2 散乱点参数化232

8.1.3 迭代逼近拟合曲面233

8.1.4 实验235

8.2 三维点云的自适应精简237

8.2.1 三维点云的栅格化238

8.2.2 曲率的计算和点的提取239

8.2.3 实验243

8.3 本章小结246

参考文献247