无编码点工业摄影测量技术：实现与高精度解析

"本文主要研究了一种无需布设编码点的工业摄影测量技术，通过使用投影散斑纹理的投射装置、标尺和多角度拍摄的相机，实现了高精度的三维测量。文中提出了一种‘由粗到精’的两步重建策略和旋转补偿的数字图像相关（RFDIC）方法，解决了大旋转角度图像间高精度匹配的问题。实验结果显示，RFDIC方法在标尺长度测量中的误差小于0.01 mm/m，与商用三维测量系统的点云重建算法相比，误差约0.055 mm，满足了工业摄影测量的精度要求。" 工业摄影测量是利用光学成像原理和计算机图像处理技术，对物体进行非接触式的三维测量。传统的工业摄影测量系统通常依赖于在被测物体表面布置编码点，但这种方法在某些工业产品上可能无法实施。因此，本研究提出了一种新的无编码点的工业摄影测量技术，这种方法的关键在于利用了散斑纹理的投射装置。散斑纹理是一种随机分布的图案，能够有效地提供物体表面的特征信息，即使物体表面没有预先设置的编码点。 为了实现高精度的多视图几何框架求解，研究中采用了“由粗到精”的两步重建策略。首先，通过粗略估计来快速建立物体的大致三维模型，然后在此基础上进行精细化重建，提高测量的精度。这种策略有效地减少了计算复杂性，同时保证了测量的准确性。 为了解决大旋转角度图像之间的高精度匹配问题，研究人员提出了一种旋转补偿的数字图像相关（RFDIC）方法。RFDIC方法考虑了图像在大旋转角度下的变化，通过补偿旋转带来的影响，提高了图像配准的精度。实验验证了RFDIC方法的有效性，其在标尺长度测量中的误差仅为0.01 mm/m，远低于0.055 mm的商用三维测量系统误差，这表明该方法在实际应用中具有极高的精度。 这项研究提供了一种适用于各种工业产品的新型无编码点摄影测量技术，不仅简化了测量过程，降低了对被测物体表面的特殊要求，而且提高了测量的精度和可靠性。这一技术对于推动工业制造、产品质量检测和精密工程等领域的发展具有重要意义。