基于双向条纹点云匹配的复杂纹理误差校正

张正祺; 陈玉翀; 达飞鹏; 盖绍彦

doi:10.37188/CO.2025-0040

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基于双向条纹点云匹配的复杂纹理误差校正

doi: 10.37188/CO.2025-0040

1.
东南大学自动化学院
2.
东南大学

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出版历程
- 收稿日期: 2025-03-07
- 修回日期: 2025-04-25
- 录用日期: 2025-04-27
- 网络出版日期: 2025-05-21

基于双向条纹点云匹配的复杂纹理误差校正

摘要

摘要: 在结构光三维测量系统中，相机离焦现象不可避免。在离焦的影响下，物体表面的复杂纹理会引入显著的相位误差，影响测量精度。本文针对该问题，分析并构建了该相位误差的理论模型，指出了其与纹理变化方向的关系，并由此提出了一种基于双向条纹点云匹配的复杂纹理误差校正方法。理论上，通过投影横纵条纹图案获得的双向相位信息应解出完全一致的点云。基于这一原理，本文提出以最小化横纵点云对应点距离为目标，修正每个点对应的相位，最终得到校正后的点云。为了消除标定参数误差导致的点云整体偏移，本文通过点云匹配进行了预校正。对比实验的结果表明：对实际物体，相较传统方法，本文方法的平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)最高可分别降低33.6%和39.1%。本文方法能够以更高的精度重建带有复杂纹理的物体。

Abstract: 在结构光三维测量系统中，相机离焦现象不可避免。在离焦的影响下，物体表面的复杂纹理会引入显著的相位误差，影响测量精度。本文针对该问题，分析并构建了该相位误差的理论模型，指出了其与纹理变化方向的关系，并由此提出了一种基于双向条纹点云匹配的复杂纹理误差校正方法。理论上，通过投影横纵条纹图案获得的双向相位信息应解出完全一致的点云。基于这一原理，本文提出以最小化横纵点云对应点距离为目标，修正每个点对应的相位，最终得到校正后的点云。为了消除标定参数误差导致的点云整体偏移，本文通过点云匹配进行了预校正。对比实验的结果表明：对实际物体，相较传统方法，本文方法的平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)最高可分别降低33.6%和39.1%。本文方法能够以更高的精度重建带有复杂纹理的物体。