双目立体扫描仪关键技术研发：基于格雷编码光栅

"这篇论文详细探讨了基于格雷编码光栅的双目立体扫描仪的关键技术，涵盖了硬件设计、软件实现、立体视觉测量原理、摄像机标定、结构光技术以及三维重构。作者王少敏、张爱武和田克微来自首都师范大学资源环境与旅游学院，他们在论文中提出了一种双目立体扫描仪的设计方案，该方案能够提供高精度、快速的三维测量结果，并具有便携性和低成本优势。 1. 硬件设计：在硬件配置上，双目立体扫描仪需要包括两台摄像机、数字投影仪、格雷编码光栅以及必要的数据处理单元。这些设备协同工作，捕捉和解析光栅条纹，以获取物体的三维信息。 2. 软件实现：软件部分主要包括图像处理算法，用于匹配不同摄像机捕获的图像，实现立体像对的定位。此外，还涉及了摄像机的内外参数标定，以提高测量的准确性。 3. 立体视觉测量原理：该技术模拟人眼观察三维世界的机制，通过两台摄像机从不同角度捕获带有结构光信息的物体图像，然后计算像素间的对应关系，从而得到深度信息。 4. 结构光技术：采用数字投影仪投射格雷编码光栅，使得光栅图案在物体表面产生变形，这种变形可以被摄像机捕捉并用于计算物体的三维坐标。 5. 摄像机标定：使用Tsai的两步标定法，确定摄像机的内参（如焦距、主点位置）和外参（如摄像机相对于参考系的位置和姿态），这对于精确的三维重建至关重要。 6. 三维重构：结合深度数据，论文介绍了如何从二维图像中恢复出三维点云图，这一步是将二维图像信息转换为三维模型的关键步骤。 7. 应用场景：这种扫描仪适用于逆向工程、三维展示、虚拟现实等领域，提供了经济高效且精度较高的三维测量解决方案。 8. 国内外研究进展：提到德国GOM公司的ATOS系列作为双目立体扫描仪的代表，同时指出国内在该领域的研究和应用也在逐步发展。 总结来说，这篇论文深入研究了基于格雷编码光栅的双目立体扫描仪的关键技术，为三维测量领域提供了新的设计思路和技术支持，对于提升三维扫描仪的性能和应用范围具有重要意义。"