光度立体技术及其应用.docx

防着计算机视觉理论的逐渐成熟，从图像中获取物体表面的三:维信息的尊法己经达到了实际应用的阶段.立体视觉技术、ShapeFromX技术、光度立体技术(PhotometricStereo)等一系列图形算法可以自动从单幅或多幅口实物体照片中提取出其三维结构的信息，而这也技术实施简使.设符易于获取.核心部件仅需一台数码相机即可.所以,通过应用计算机视觉理论，从此实物体的照片中H1.建黝体的三维结构的技术是目肃得到在实物体3D帙型的比较廉价的手段.O1.光度立体法光度立体法是SFS(ShapeFromShading)阴影快笈形状方法的一个分支，与SFS不同的是.光度立体法使用多幅图像来还原物体表面的三维结构，它要求物体和摄像机的相对位置不变，然后使用不同方向的光源照射物体，从而产生不同的明暗效果。由于有多幅不同的光海卜的图像，计算物体表面的向量场就相对容易了许多,而且不受物体表面反射系数的影响。02光度立体技术的优点测量任何给定像米的高度不是光度立体技术的主要考虑因素。相反，该技术通过使用3D表面取向及共对反射光的影响产生对比度图像.突出局部3D表面变化.使用传统的2D成像时，显示的变化可能是不可见的。当使用光度立体技术时，不需要知道测试对象和相机之间的精确3D关系，也不必使用两个相机来捕获3D数据.而是使用具有多个照明源的单个相机系统.通过在不同光照条件下观察物体，计尊共收面.该方法是利用衣面相对于光源,从传礴器观察到的表面反射的光埴来进行计蚱的.由于光度立体算法的出现'、.，：，I1.然尔北虎功的关键,例如SmartVon1.ights的1.ED灯管理涔1.1.M)(允许通过以下方式控制四个灯)基于浏览器的简单界面，成本低干帧抓取器或智能相机分线盒，光度立体学在工业中的应用越来越受到关注,其独特优点使得许多以前难以或不可能解决的常见工业检测应用成为可能，03光度立体技术的应用轮船和夹子例如,无论零件是卡车轮胎还是汽车夹，在零件上读取凸起的字母对于机器视觉系统来说总是有问题的.在这个例子中，塑料连接器表面具有多种特征，以及数字2"和方向符号.从组成图像中可以存到.包含剪辑的材料和凸起的字母之间没有区别,因此没有对比度.在较大的物体（如轮胎）上，通常使用激光三角弱录系统创建3D曲面图,用于3D测懵的激光扫描系统己变得更加集成和有效，倒仍是成本制昂的解决方案,并H.通常要求对象在检杏过程中移动，从而剂加了自动化蟀决方案的成本和狂杂性.在这些照片中,黑色矍料夹由位于轮胎周边90度、180度、270度和360度的战性做里（1.M）IED灯照亮，并由IED灯管理器（1.1.M）控制,当相机触发短次曝光时，1.1.M会从不同的方向触发光线.相机将每个图像导入书有光度立体算:法的PC中，该算法从好个图像中获汨以佳像素，并将它们组合成一个合成图，（图片由MatroX1.ma8ing提供合成皮革穿孔在这个例子中,'糙示了四张合成皮革材料的图片.人造革与其模仿的行机材料类似.具彳i相当大的表面纹理，人眼几乎不可能在整个图像上可视化oo%的去面蚊理,