雙目格雷碼結構光三維測量系統原理解析

2021-09-19 09:03:35 字數 1623 閱讀 5532

比較經典的光學三維測量方法有:雙目立體視覺、線雷射掃瞄、格雷碼結構光、相移結構光。立體匹配方法誤匹配點較多,線雷射方法掃瞄速度慢,相移結構光方法計算效率低,而格雷碼方法基本具有以上乙個方法的所有優勢,唯一的缺點是解碼精度為畫素級,大大限制了測量精度的提高。儘管如此,該方法還是受到了非常廣泛的應用。

本文介紹的是一種基於格雷碼結構光和雙目立體視覺的三維測量系統,該測量系統可以避免傳統單相機-投影儀測量系統中標定投影儀的過程,提高三維測量精度。該測量系統由兩個相機和乙個光柵投射器組成,測量時通過向被測物體投射格雷碼編碼圖案(如圖1、2所示),然後由兩個相機同時拍攝格雷碼序列圖案;根據所拍攝的格雷碼序列圖案進行解碼,結合立體視覺極線約束確定左右相機的對應性關係;最後,根據預先標定好的系統引數通過三角測量法計算三維座標。

1.系統標定(單相機標定和立體視覺系統標定);

2.立體視覺校正;

3.格雷碼編譯碼

格雷碼介紹

典型的二進位制格雷碼(binary gray code)簡稱格雷碼,因2023年公開的弗蘭克•格雷專利「pulse code communication」而得名。它是在二值編碼法的基礎上發展而來的,與其他編碼方式相比,它的一大優點是任意兩個相鄰碼組只有一位二進位制數不同,這就使得在解碼時能夠將解碼誤差範圍縮小在相鄰一位,大大增強編碼結構光方法的解碼精度,比如:000,001,011,010,110,111,101,100即為一組gray碼,其對應的十進位制數分別是:0,1,2,3,4,5,6,7;另一大優點是最大碼組和最小碼組之間也僅一位不同,即該編碼序列「首尾相連」,因此又稱迴圈碼或反射碼。格雷碼編碼法所具有的上述優勢,很大程度上減少了編碼結構光方法在解碼時的狀態錯亂,同時也大大提高了其抗干擾能力和穩定性。

廣義的格雷碼編碼不僅僅指的是二進位制格雷碼,它也包含多值格雷碼。在投射相同數量編碼影象的前提下,採用的灰度級數越多,解碼的解析度越高。如圖3所示,顯示的是解碼解析度為16時二進位制格雷碼和八進位制格雷碼所需要的編碼。對於二進位制格雷碼,需要投射四張;而對於八進位制格雷碼,則需要投射兩張。格雷碼可以通過低位格雷碼遞推得到,由圖3可知,二值格雷碼在非最高位是上下對稱的,在高位上是分立不同的。對於任何n位和n-1位二值格雷碼這一規律都是成立的。同理,對於多值格雷碼亦是如此。

編碼解碼

4.根據格雷碼編碼約束條件和立體視覺極線約束確定左右相機的對應性;

5.三維重建。

BCD碼 8421碼 餘三碼 格雷碼

用四位二進位制 來表示一位十進位制數,稱為二 十進位制編碼,簡稱bcd binary coded decimal 碼。根據 的每一位是否有權值bcd碼可分為有權碼和無權碼兩類,應用最多的是8421bcd碼,無權碼用得較多的是餘三碼和格雷碼,我們通常所說的bcd碼指的是8421bcd碼。這些編碼跟十進...

生成格雷碼

程式設計題 生成格雷碼 在一組數的編碼中,若任意兩個相鄰的 只有一位二進位制數不同,則稱這種編碼為格雷碼 gray code 請編寫乙個函式,使用遞迴的方法生成n位的格雷碼。給定乙個整數n,請返回n位的格雷碼,順序為從0開始。測試樣例 1返回 0 1 思想 用遞迴法實現,把求n位格雷碼分解為求n 1...

生成格雷碼

題目描述 在一組數的編碼中,若任意兩個相鄰的 只有一位二進位制數不同,則稱這種編碼為格雷碼 gray code 請編寫乙個函式,使用遞迴的方法生成n位的格雷碼。給定乙個整數n,請返回n位的格雷碼,順序為從0開始。測試樣例 1返回 0 1 1 n 1時,返回0,1 2 n 2時,返回00,01,10,...