360 度轮廓扫描 - SUTD.PDF

360 度轮廓扫描 陈陆捷 有一种比较有趣的对柱状物体进行360 度轮廓扫描的技术。该技术需要检测投 射在物体表面上的光线边界。实验过程是将物体放在一个旋转台上，见图 1。该旋 转台由电脑控制旋转360 步，每一步旋转1 度，并且记录下此位置物体表面包含光 线边缘的图片。您可以从我的主页下载源图片，并根据以下步骤完成一个鱼尾狮模 型的360 度轮廓重构。 图1. 360 度轮廓扫描技术装置图。 1. 运行 UU。 2. UU - 批处理 - 载入（载入从 m_001.jpg 到 m_361.jpg 所有的图片。） 3. UU - 光测 - 360 度轮廓扫描（输入参数 70 1 50 1，产生的图片, 图 2,上 每一个像素代表线边界的x 坐标。） 图2. 初始扫描数据：每一列由有哪些信誉好的足球投注网站初始图片的光线边界得到，每一个像素代表原 图x 方向的坐标值。 原始的轮廓扫描数据必须转变为从物体表面到其虚拟旋转中心的距离。这就需 要一个标定过程，测量一个已知直径的圆柱体。现在，我们假设标定参数已知，即 已知下面方程中的a，b。 R a d b 其中 R 是表面上一点到虚拟旋转中心的距离，d 是初始轮廓扫描得到的数据，a 和 b 是标定参数。 4. UU - 工具 - 算数 - 图像 乘 某数值（输入参数-3，即该实验中 a = - 3。） 5. UU - 工具 - 算数 - 图像 加 某数值（输入参数 230，即该实验中 b = 230。） 第四和第五步以后，图像数据即为物体表面到旋转中心的实际距离。在恢复三维数 据之前，需要排除图像顶部那些没有意义的明亮部分，见图3。 图3. 转换为物体表面到旋转中心距离后的图像数据。图像的顶端没有包含表面信 息，所以可以把这个区域的值设为0。 6. UU - 新建（为当前图像建一个副本。） 7. UU - 二值化 - 手动（选择一个可以分离出顶部明亮部分的值，剩下的就是 所需要的物体表面部分。例如选取200 并点击OK。） 8. UU - 工具 - 数据 - 反转（反转二值图，然后图像顶部变为 0，剩下的部 分变为255。这一步操作是为了下一步应用模板赋值功能。） 9．UU - 工具 - 数据 - 模板赋值（选中表面图片以及二值图；然后输入 0。 这样图像顶部区域就被赋值为0，见图4。） 图 4. 图像顶部数据值被设为0。 10. UU - 工具 - 滤波 - 多次平均（对图像进行平滑滤波，平滑参数你可以根 据需要自己设置。） 11. UU - 工具 - 报告 - 极坐标图（输入 360，Fig 将被调用来显示鱼尾狮的 三维形貌。你可以选择菜单 Fig - 编辑 - 环境设置 - 定长宽比,以及 Fig - 编辑 - 光照 - 启用 来优化渲染效果。图 5 显示了某一视角下的结果。可以通 过在相应的控制模式下移动鼠标来改变视角以及光照角度：Fig - 视图 - 旋转 以及Fig - 视图 - 移动光源。） 图 5. Fig 中显示的物体表面轮廓。