thesis

Reconstruction of moving surfaces of revolution from sparse 3-D measurements using a stereo camera and structured light

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Analyse der algorithmischen Methodik zur Rekonstruktion eines parametrischen Oberflächenmodells für ein rotationssymmetrisches Objekt aus einer Sequenz von dünnen 3D-Punktwolken. Dabei kommt ein neuartiges Messsystem mit großem Sichtfeld zum Einsatz, das auch in schwierigen Bedingungen eingesetzt werden kann. Das zu vermessende Objekt kann während der Aufnahme der Sequenz einer als analytisches Modell formulierbaren Bewegung unterliegen. Das Verfahren wird anhand einer praktischen Anwendung zur Oberflächenrückgewinnung eines Rades analysiert und entwickelt. Es wird gezeigt, dass die durch Fit eines einfachen Models für jede Einzelmessung erzielbare Genauigkeit durch Anpassung eines globalen Modells unter gleichzeitiger Einbeziehung aller Einzelmessungen und unter Berücksichtigung eines geeigneten Bewegungsmodells erheblich verbessert werden kann. Die Gewinnung der dreidimensionalen Punktdaten erfolgt mit einem Stereokamerasystem in Verbindung mit aktiver Beleuchtung in Form eines Punktmusters. Eine relativ hohe Punktdichte im gesamten Sichtfeld des Stereokamerasystems wird durch Verbindung mehrerer Laserprojektoren zu einer Projektionseinheit erzielt. Durch exakte Kalibrierung des Kamerasystems und der Projektionseinheit wird trotz großer Streuung der Laserpunkte im Kamerabild unter Ausnutzung der trifokalen geometrischen Bedingungen eine hohe Genauigkeit in den dreidimensionalen Punktdaten erzielt

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