导读:本文包含了嵌入结构光论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:结构光检测算法,嵌入式系统,Hi3516A
嵌入结构光论文文献综述
徐辉[1]（2018）在《基于嵌入式平台的结构光检测算法的实现与优化》一文中研究指出以采煤工作面运输皮带上的结构光检测算法为例,介绍基于海思Hi3516A嵌入式平台的视频分析算法的实现与优化方案。实验结果表明,基于PC实现的结构光检测算法移植到海思平台上,经过有针对性地优化,检测一帧高清视频所需时间从1000多ms减少到少于500ms,提高了1倍多,为实现嵌入式平台上利用结构光中心线形变特征进行物体特征识别提供了有力的前提条件。(本文来源于《单片机与嵌入式系统应用》期刊2018年02期）
詹国敏[2]（2017）在《基于单帧二值编码结构光的嵌入式高速叁维测量技术研究》一文中研究指出结构光叁维测量技术在材料加工工程的许多领域取得了广泛的应用,解决了材料加工过程中大量存在的叁维测量与检测难题,并为材料的成形性能评估、成形精度评价和成形工艺的改进提供基础数据。随着技术的进步与工艺的发展,业界也对叁维测量技术提出了越来越高的要求。应用于材料加工工程中的叁维测量设备将会从过去的离线测量,向高速、在线、实时测量的方向发展。嵌入式高速叁维测量设备将成为各种材料加工生产线上不可或缺的一部分,实现产品全测全检,甚至对生产系统反馈控制,修复产品缺陷。另外,如疤痕耳廓缺损鉴定、交通事故现场测量、口腔义齿定制等其他领域对叁维测量速度、计算效率和集成度等方面也提出了同样的要求。因此,亟需研究开发嵌入式高速叁维测量技术和设备,满足上述叁维面形测量的需求。但现有面结构光叁维测量技术仍然存在如下挑战:(1)各种面结构光叁维测量技术因其编码数量、编码形式的不同,在测量速度、测量精度与空间分辨率上各有侧重,难以兼顾。单帧编码方法适合高速测量,但还存在空间分辨率低、稳定性不好等问题。多帧编码方法测量空间分辨率高,但需要减少编码图像数量来提高测量速度。(2)现有的叁维测量系统一般使用X86计算机平台进行叁维重建计算,高速测量带来巨大数据量和计算量对计算机的高速数据传输和浮点运算能力提出了较高的要求。在材料加工工程的应用过程中,使用X86架构作为计算平台集成度低,不利于与其他系统集成。针对以上关键性问题,本文对单帧编码结构光叁维测量方法、相位移融合单帧邻域编码的叁维测量方法、基于FPGA(现场可编程门阵列)的相位移算法架构、高速叁维测量的应用研发等几个方面的关键技术进行深入研究。这些研究内容为实现嵌入式高速叁维测量设备提供了重要的技术基础,具有重要的理论和技术价值。基于邻域的单帧编码方法避免了运动误差的影响,适合在高速测量中使用,但其在复杂表面的稳定性、空间分辨率等劣势亟需要通过合理的编码设计来解决。故本文提出了基于De Bruijn队列的2X2最小邻域的编码方法,以此设计了黑白二值的编码图案,设计的编码图案适合高速投影,且具有最大化的特征点密度;提出了基于双路径对称原理的精确角点提取算法,实现了投影离焦条件下的角点精确提取;设计了基于梯度极值的模板解码方法,实现了高准确度的解码。最终实现单帧结构光编码叁维测量,测量结果精度高且稳定性好。多帧相位移测量方法可以实现全空间分辨率叁维测量,但往往需要额外的图像来进行相位展开,影响测量速度。减少相位移方法的投影数量一直是本方向的研究热点。本文提出的相位移融合单帧邻域编码的全分辨率高速测量方法,利用单帧编码方法协助完成相位移测量的对应点匹配。提出利用相位调制的方法在不增加额外图片的前提下将二值编码信息在相位层面与相位移图像融合。该方法克服了直接进行灰度调制引起的非线性响应误差,实现了将相位调制融合图像分离为二值编码图像与相位移图像,完成相位值的唯一性确定,实现快速全空间分辨率的叁维测量。实现嵌入式高速叁维测量技术的关键是定制化低功耗嵌入式计算单元。故本文提出了基于FPGA的全流水线相位移叁维测量算法架构。提出的FPGA架构在基于全流水线的形式完成了叁维测量算法(包含相位计算、相位展开、相位矫正、相位匹配与叁维重建完整的算法流程);为了满足全流水线的需求,对相位移算法进行了重新设计,同时设计了灵活的算法策略与数据缓存来优化架构的资源消耗、计算精度以及初始流水延迟。在此基础上,研制了一套具有实时计算能力的全流水线嵌入式叁维测量系统,可以21ms内完成1024 X 768像素的相位移叁维计算,相较于计算机提升了 100倍计算效率。提出的FPGA相位移叁维测量算法架构为高集成度的工业应用提供了重要基础。在前述技术研究与理论基础上,开发了耳廓缺损快速伤残等级鉴定专用测量系统,解决了现有人为影响误差大、测量计算结果归档困难的问题。提出了点云最大投影面积求解方法,并将其应用于计算耳廓缺损百分比求解,本方法不需要人工干预,结果准确且重复性好;开发了基于机械臂的曲轴自动化测量系统,对系统的联动控制与自动化测量策略进行了应用研发,实现发动机曲轴的自动化测量与检测。实现了在材料加工方向上的良好应用,展现了其应用前景。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-08-01）
刘呈龙,闫志鸿,卢振洋[3]（2016）在《基于Linux嵌入式系统的焊缝激光结构光视觉传感系统》一文中研究指出焊缝跟踪是自动化焊接的关键。以ARM为开发平台,在嵌入式Linux系统的基础上开发了一套焊缝激光结构光的视觉传感系统,体积小,成本低。经过一台网络交换机将视觉传感器模块、传感器人机交互模块、机器人控制器模块以及机器人手控盒模块进行组网,形成了一个焊缝自动跟踪网络系统,便于设备的扩展和各个模块之间的数据交换和共享。针对焊接中常用的V型坡口,采用简化的hough变换图像处理算法,得到了坡口激光结构光条纹的特征点位置。(本文来源于《电焊机》期刊2016年10期）
黄晗骋[4]（2016）在《基于DLP的嵌入式结构光叁维扫描系统》一文中研究指出光学叁维扫描技术是集光、机、电和计算机技术于一体的智能化、可视化的高新技术,在自动化检测、工业设计、生物医学、虚拟现实和一些逆向工程领域被广泛研究和应用。近些年来,叁维扫描仪的热度在不断上升,对快速的、便携式的叁维扫描仪关注度尤为突出。本文针对研究现状,详细介绍了结构光投影叁维扫描的原理和流程,对DMD(数字微镜器件)进行设计,作为结构光的发生装置,并且用FPGA作为装置的主控芯片,实现高速的DMD的控制和相机的同步采集。根据设计思路,在光学平台上搭建了叁维扫描系统,并应用四步相移法完成叁维扫描实验。本文的具体研究工作如下：(1)本文设计并实现了基于DMD的结构光发生器。本系统使用了TI公司的DLPDiscovery 4100的开发套件,其中包括了0.7XGA 2xLVDS A类DMD, Xilinx Virtex-5 FPGA作为主控芯片,以及镁光的64位SO-DIMM的 DDR2 SDRAM。系统通过PWM调制,完成高速地DMD灰度图显示,可以根据使用者需要生成了不同方向、不同周期的正弦条纹结构光,并可以将其清晰、快速地投影显示。(2)本文通过主控芯片FPGA同步DMD的显示刷新和相机采集曝光,完成了高速相机对正弦条纹投影的同步触发和采集。本系统中使用了JAI的RM系列的高速相机,分辨率为640×480,最高可以进行200Hz的帧率。通过对JAI相机的控制,实时完整地采集高速投影的正弦条纹灰度图,用于后续的叁维扫描实验。(3)本文结合结构光投影叁维扫描的原理,根据本文的硬件设计,在光学平台上搭建叁维扫描系统,完成基于传统的四步相移法叁维结构光扫描。系统根据使用者需求投影指定方向、指定周期的正弦条纹结构光,同步采集图像,然后通过软件设计完成对采集图像的预处理、相位解调、相位展开、相位一高度映射还原得到叁维的深度信息并建模。本文设计的系统,可以完成最高每秒464.8帧不同方向、不同周期的正弦条纹结构光显示,并且完成了每秒194帧的相机触发采集,最终获得清晰、深度信息丰富的叁维扫描的效果图并对叁维深度信息进行重建。(本文来源于《浙江大学》期刊2016-01-01）
裘祖荣,陈浩玉,胡文川,邹茂虎,杨婷[5]（2013）在《嵌入式线结构光角度视觉检测及误差补偿》一文中研究指出建立了基于DM642的嵌入式线结构光角度视觉检测系统,用于精确实时地在线检测线结构光角度。首先,将以CCD为图像传感器的装置与基准平面固定,以线结构激光发生器为光源的装置与被测平面固定;用CCD采集投影屏上的线结构光图像,再由DM642进行实时处理得到线结构光的角位置,并对角位置进行标定来获得被测平面与基准平面的夹角。然后,分析系统误差源,得出系统主要误差是由CCD感光面阵平面与投影屏平面之间的夹角α所致。最后,针对此误差项建立数学模型,并根据模型采用圆光栅控制激光发生器精确转动3个角位移,由圆光栅所得的精确角位移值和对应的图像检测值计算出标定夹角α的大小和方向,并对由此夹角误差导致的检测误差进行精确补偿。实验结果表明:在α为0.331 97°时,经误差补偿后的圆光栅角位移值和对应的图像检测值之间的转角误差由22.522%减小到0.595%,系统测量的不确定度为0.051 44°。(本文来源于《光学精密工程》期刊2013年10期）
何德威,张志伟,于瀛洁[6]（2011）在《嵌入式结构光投射系统设计》一文中研究指出结构光投射系统的设计搭建是结构光叁维形貌测量系统成功实现的关键之一。传统的激光投射系统存在结构复杂、生成的结构光的质量较低等缺点;而常用的光学投影系统又存在不完全可控等缺陷,难以适应嵌入式的应用。设计搭建了基于自主设计的嵌入式实时数字微镜(DMD)模块的结构光投射系统,驱动电路自主设计,底层接口完全可控,实现了结构光投射系统的实时可控,投射出了范围、大小和分辨力实时可控的高质量结构光,为手持式结构光叁维形貌测量仪的实现奠定了基础。(本文来源于《光学仪器》期刊2011年04期）
罗璇[7]（2011）在《基于嵌入式结构光的多投影显示系统》一文中研究指出随着投影显示技术的快速发展,在大规模科学计算可视化、军事仿真、工程设计、会展行业和数字影院等诸多领域,多投影显示系统以高分辨率、大显示尺寸和强沉浸感等优势得到广泛应用。多投影显示系统允许投影仪的位置并不严格整齐,通过几何校正过程对计算机输出图像进行几何变形,使其通过投影仪光学系统后显示在屏幕的正确位置。现有多投影系统多要求投影仪摆放不得变动,否则将影响拼接效果,无法应用于需要执行实时任务的工作环境。如何构建具有实时自主投影校正能力的多投影系统成为一个重要问题。本文给出了一套基于嵌入式结构光的多投影显示系统,具有实时自主投影校正能力。本文系统包括一个主控节点及多个显示节点。主控节点连接多部相机实时拍摄投影画面。每个显示节点通过逐像素修改显示画面亮度值嵌入结构光图像,并依据补色原理计算对应补色图像；连接刷新率为120Hz的投影仪,交替显示嵌入结构光后图像及补色图像。所有相机与显示节点连接同一信号发生器,相机拍摄与投影画面刷新动作保持同步。由于投影仪刷新率超过人眼感知阀值,视觉残留效果使得人眼难以感知到嵌入在投影画面中的结构光图像。多投影显示系统安装完工后,使用投影仪作为光源,利用它投射网格到显示屏幕上来指定显示屏幕的全局纹理坐标；为保证多台投影仪投射出的画面在显示屏幕上构成均匀统一纹理坐标系,使用自由网格变形和多分辨率编辑技术,对投影仪输出画面的网格进行实时调整。系统运行时,主控节点控制所有相机连续拍摄两帧画面,拍摄得嵌入后画面及补色画面照片；分别为每个相机计算出嵌入的结构光图像,再拼接所有相机的计算结果；最后根据拼接结果实时检测投影仪位置是否变动。若检测到投影仪位置变动,显示节点在投影画面中嵌入规则网格顶点结构光图像；主控节点重复上述过程得到网格顶点图像拼接结果,并计算网格顶点的全局纹理坐标,网格内部点坐标通过对周围顶点纹理坐标进行重心插值方法计算得到；根据投影画面各像素点全局纹理坐标,实时计算投影校正参数,并将投影校正参数发送至所有显示节点。显示节点则根据投影校正参数对投影画面进行变形,完成投影重迭区域亮度衰减,实现投影画面的无缝拼接。实验结果表明本文系统可实时完成自主投影校正。相比现有系统,本文系统不需大幅缩减投影画面动态范围,对投影画面影响小；投影校正过程无需中断正常显示输出黑屏或结构光图像,不要求投影画面中包含较多数量特征点。(本文来源于《复旦大学》期刊2011-05-08）
王文标,马孜,吴德烽,张旭[8]（2009）在《结构光测头嵌入式系统的设计与实现》一文中研究指出基于结构光照明技术的叁维形面测量系统,通常采用图像采集卡完成图像采集,由计算机进行图像处理.这种测量模式难以满足实时性要求较高的场合.本文以DSP为核心,设计一种嵌入式结构光图像处理系统,采用以太网接口与计算机通讯,结合方向模板与重心法实现激光条纹中心的亚像素级提取.实验表明,该系统极大的减轻了计算机的负荷,有效的提高了测量的实时性.(本文来源于《小型微型计算机系统》期刊2009年10期）
王宇超[9]（2009）在《增强现实系统中的嵌入结构光技术研究》一文中研究指出增强现实是一种利用计算机生成的辅助信息,对用户所处的真实场景进行补充和丰富的计算机系统,这种系统生成与用户所处的现实环境相关的图形、图像和声音等信息,并将这些信息所构成的虚拟世界与用户在现实环境中所感受到的真实世界,融合为一个虚拟与真实混合并存的世界。在上世纪90年代,增强现实作为虚拟现实的一个重要且新兴的分支,在军事、医疗、工业、日常生活与娱乐等领域中有着广阔的应用前景,逐步开始成为研究热点。重建叁维信息一直是计算机视觉的重要课题。随着科技的不断进步,工业界对于重建叁维信息的速度和精确性有着越来越高的要求。结构光测量方法因为其使用简单、测量精确的优点而广泛应用于工业领域。然而在增强现实领域,特别是在基于投影的增强现实系统中,可见结构光会干扰用户的视觉享受。特别是在投影仪-摄像机系统处于动态的情况下,这个干扰会体现得尤为严重。针对可见结构光技术所带来的视觉干扰问题,本文研究嵌入结构光技术,并凭借嵌入结构光图案隐藏性的优势,来避免视觉干扰所带来的影响。本文主要研究内容包括如下几方面:研究结构光技术叁维测量技术的实现原理及结构光编码技术的分类;研究嵌入结构光技术的实现方法,并创新性地提供了一种基于图像内容自适应的嵌入结构光编解码技术。该技术利用补偿结构光图案的方法,不仅可以将任意的二值结构光图像嵌入到普通的原始投影图像中,并达到对用户视角隐藏结构光信息的效果;而且对比前人的方法,在保证结构光视觉不可见性的前提下,改进和提高结构光还原图像的精度。最后,本文还研究基于嵌入结构光技术的投影平面几何自动标定和增强现实场景交互技术等方面。总结本文的贡献,包括如下内容:第一,提出了一种改进的嵌入结构光算法,该算法提高了嵌入结构光的“隐藏性”和计算精度。第二,利用嵌入结构光图案“隐藏性”的特点,在增强现实系统中实现基于嵌入结构光的自动标定技术和基于嵌入结构光的场景叁维扫描技术。(本文来源于《上海交通大学》期刊2009-01-01）
嵌入结构光论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
结构光叁维测量技术在材料加工工程的许多领域取得了广泛的应用,解决了材料加工过程中大量存在的叁维测量与检测难题,并为材料的成形性能评估、成形精度评价和成形工艺的改进提供基础数据。随着技术的进步与工艺的发展,业界也对叁维测量技术提出了越来越高的要求。应用于材料加工工程中的叁维测量设备将会从过去的离线测量,向高速、在线、实时测量的方向发展。嵌入式高速叁维测量设备将成为各种材料加工生产线上不可或缺的一部分,实现产品全测全检,甚至对生产系统反馈控制,修复产品缺陷。另外,如疤痕耳廓缺损鉴定、交通事故现场测量、口腔义齿定制等其他领域对叁维测量速度、计算效率和集成度等方面也提出了同样的要求。因此,亟需研究开发嵌入式高速叁维测量技术和设备,满足上述叁维面形测量的需求。但现有面结构光叁维测量技术仍然存在如下挑战:(1)各种面结构光叁维测量技术因其编码数量、编码形式的不同,在测量速度、测量精度与空间分辨率上各有侧重,难以兼顾。单帧编码方法适合高速测量,但还存在空间分辨率低、稳定性不好等问题。多帧编码方法测量空间分辨率高,但需要减少编码图像数量来提高测量速度。(2)现有的叁维测量系统一般使用X86计算机平台进行叁维重建计算,高速测量带来巨大数据量和计算量对计算机的高速数据传输和浮点运算能力提出了较高的要求。在材料加工工程的应用过程中,使用X86架构作为计算平台集成度低,不利于与其他系统集成。针对以上关键性问题,本文对单帧编码结构光叁维测量方法、相位移融合单帧邻域编码的叁维测量方法、基于FPGA(现场可编程门阵列)的相位移算法架构、高速叁维测量的应用研发等几个方面的关键技术进行深入研究。这些研究内容为实现嵌入式高速叁维测量设备提供了重要的技术基础,具有重要的理论和技术价值。基于邻域的单帧编码方法避免了运动误差的影响,适合在高速测量中使用,但其在复杂表面的稳定性、空间分辨率等劣势亟需要通过合理的编码设计来解决。故本文提出了基于De Bruijn队列的2X2最小邻域的编码方法,以此设计了黑白二值的编码图案,设计的编码图案适合高速投影,且具有最大化的特征点密度;提出了基于双路径对称原理的精确角点提取算法,实现了投影离焦条件下的角点精确提取;设计了基于梯度极值的模板解码方法,实现了高准确度的解码。最终实现单帧结构光编码叁维测量,测量结果精度高且稳定性好。多帧相位移测量方法可以实现全空间分辨率叁维测量,但往往需要额外的图像来进行相位展开,影响测量速度。减少相位移方法的投影数量一直是本方向的研究热点。本文提出的相位移融合单帧邻域编码的全分辨率高速测量方法,利用单帧编码方法协助完成相位移测量的对应点匹配。提出利用相位调制的方法在不增加额外图片的前提下将二值编码信息在相位层面与相位移图像融合。该方法克服了直接进行灰度调制引起的非线性响应误差,实现了将相位调制融合图像分离为二值编码图像与相位移图像,完成相位值的唯一性确定,实现快速全空间分辨率的叁维测量。实现嵌入式高速叁维测量技术的关键是定制化低功耗嵌入式计算单元。故本文提出了基于FPGA的全流水线相位移叁维测量算法架构。提出的FPGA架构在基于全流水线的形式完成了叁维测量算法(包含相位计算、相位展开、相位矫正、相位匹配与叁维重建完整的算法流程);为了满足全流水线的需求,对相位移算法进行了重新设计,同时设计了灵活的算法策略与数据缓存来优化架构的资源消耗、计算精度以及初始流水延迟。在此基础上,研制了一套具有实时计算能力的全流水线嵌入式叁维测量系统,可以21ms内完成1024 X 768像素的相位移叁维计算,相较于计算机提升了 100倍计算效率。提出的FPGA相位移叁维测量算法架构为高集成度的工业应用提供了重要基础。在前述技术研究与理论基础上,开发了耳廓缺损快速伤残等级鉴定专用测量系统,解决了现有人为影响误差大、测量计算结果归档困难的问题。提出了点云最大投影面积求解方法,并将其应用于计算耳廓缺损百分比求解,本方法不需要人工干预,结果准确且重复性好;开发了基于机械臂的曲轴自动化测量系统,对系统的联动控制与自动化测量策略进行了应用研发,实现发动机曲轴的自动化测量与检测。实现了在材料加工方向上的良好应用,展现了其应用前景。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
嵌入结构光论文参考文献
[1].徐辉.基于嵌入式平台的结构光检测算法的实现与优化[J].单片机与嵌入式系统应用.2018
[2].詹国敏.基于单帧二值编码结构光的嵌入式高速叁维测量技术研究[D].华中科技大学.2017
[3].刘呈龙,闫志鸿,卢振洋.基于Linux嵌入式系统的焊缝激光结构光视觉传感系统[J].电焊机.2016
[4].黄晗骋.基于DLP的嵌入式结构光叁维扫描系统[D].浙江大学.2016
[5].裘祖荣,陈浩玉,胡文川,邹茂虎,杨婷.嵌入式线结构光角度视觉检测及误差补偿[J].光学精密工程.2013
[6].何德威,张志伟,于瀛洁.嵌入式结构光投射系统设计[J].光学仪器.2011
[7].罗璇.基于嵌入式结构光的多投影显示系统[D].复旦大学.2011
[8].王文标,马孜,吴德烽,张旭.结构光测头嵌入式系统的设计与实现[J].小型微型计算机系统.2009
[9].王宇超.增强现实系统中的嵌入结构光技术研究[D].上海交通大学.2009