TOF三维摄像机的误差分析及补偿方法研究

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作者
丁津津
机构
[1] 合肥工业大学
关键词
TOF技术; 三维成像; 静态误差; 动态误差; 误差补偿;
D O I
暂无
年度学位
2011
学位类型
硕士
摘要
基于TOF(飞行时间法,Time-of-flight)技术的三维摄像机是一种新型的、小型化三维成像设备,可同时捕捉动态目标的灰度图像和深度信息,具有诸多传统平面相机和测量设备无法比拟的优点,TOF三维摄像机技术的研究已成为国内外测量成像领域的研究热点。论文开展TOF三维摄像机的误差分析与补偿方法研究,系统地分析了目前TOF摄像机存在的误差,并针对误差特点设计对应的补偿算法,论文的主要工作如下: (1)系统介绍了TOF摄像机的测量原理、系统结构和信号处理模型。分析了TOF摄像机存在的曝光误差、弯曲误差、测量角度误差等误差,按照形成机理分为静态误差和动态误差两类并进行了实验验证。 (2)设计了TOF摄像机静态误差补偿算法。通过亮度信息找出曝光过度的像素,采用均值滤波法去除噪点;结合摄像机测量信号的光学模型,推导弯曲误差纠正公式,使用的纠偏系数矩阵降低测量误差,解决传感器边角测距数值大于中心的问题。 (3)设计TOF摄像机动态误差补偿框架。通过分析数据判断目标特征,使用自适应的纠偏系数,实现不同材质、不同颜色的动态误差补偿。 (4)结合静态和动态误差补偿算法,建立TOF摄像机误差补偿的综合模型。通过对比实验证明,该模型不仅有效纠正了摄像机固定存在的静态误差,同时也在抑制了测量环境引起的动态误差,显著的提高了TOF摄像机的测量精度。
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页数:65
共 12 条
[1]
无扫描激光三维成像技术研究和系统实验平台的设计与实现 [D]. 
张璐璐 .
浙江大学,
2006
[2]
飞行时间法无扫描三维成像摄像机的机理和特性研究 [D]. 
潘华东 .
浙江大学,
2010
[3]
新型光电测距与三维成像技术研究 [D]. 
王焕钦 .
中国科学技术大学,
2009
[4]
飞行时间法三维成像摄像机数据处理方法研究 [J].
潘华东 ;
王其聪 ;
谢斌 ;
许世芳 ;
刘济林 .
浙江大学学报(工学版), 2010, 44 (06) :1049-1056
[5]
无扫描激光三维成像系统的建模与仿真 [J].
潘华东 ;
谢斌 ;
刘济林 .
浙江大学学报(工学版), 2010, 44 (04) :639-644+651
[6]
激光测距成像雷达三维测距 : 存在问题及解决方法 [J].
张奇 ;
刘济林 ;
郭小军 ;
顾伟康 .
浙江大学学报(自然科学版), 1998, (06)
[7]
Time-of-Flight Cameras in Computer Graphics [J].
Kolb, A. ;
Barth, E. ;
Koch, R. ;
Larsen, R. .
COMPUTER GRAPHICS FORUM, 2010, 29 (01) :141-159
[8]
A facial feature tracker for human-computer interaction based on 3D Time-Of-Flight cameras.[J].Martin Bohme; Martin Haker; Thomas Martinetz; Erhardt Barth.Int. J. of Intelligent Systems Technologies and Applications.2008, 3/4
[9]
PMD based mobile node position monitoring..F. Hasouneh;S. Knedlik;V. Peters;O. Loffeld;.Position; Location; and Navigation Symposium.2006,
[10]
..Pharr;M;.GPU Gems 2: Programming Techniques for High-Performance Graphics and General-Purpose Computation.2005,