基于编码结构光的三维测量系统MATLAB图像处理与标定工具

资 源 简 介

本项目实现编码结构光三维测量系统的前期处理流程，提供结构光图像解码、条纹特征提取和摄像机内外参数标定的MATLAB程序。适用于非接触式三维物体形态测量的预处理需求。

详 情 说 明

基于编码结构光的三维物体测量系统前期图像处理与摄像机标定程序

项目介绍

本项目旨在实现一个非接触式三维物体形态测量系统的前期处理流程。系统核心利用编码结构光技术，通过处理投射在物体表面的特定光斑图案序列，结合高精度摄像机标定，最终重建出物体的三维点云。项目主要服务于三维扫描、工业检测、逆向工程等领域的前期数据处理工作。

功能特性

• 结构光图像解码：集成格雷码与相移技术，对投影的结构光图案进行解码，精确提取物体表面的绝对相位信息。
• 高精度摄像机标定：采用经典的张正友标定法，计算摄像机的内部参数（焦距、主点）、外部参数（旋转、平移）以及镜头畸变系数。
• 三维点云重建：基于解码所得的相位图与标定出的摄像机参数，利用立体视觉原理，计算物体表面的三维空间坐标，生成初步点云。
• 模块化设计与评估：各功能模块清晰独立，并提供标定精度评估报告（如重投影误差），确保数据处理的可靠性。

使用方法

1. 准备输入数据：

* 结构光图像集：将投影仪投射不同编码模式（如格雷码、相移图）时，摄像机拍摄的物体图像放置于指定目录。 * 标定板图像集：采集摄像机从多个不同角度拍摄棋盘格标定板的图像。 * 配置文件：准备系统参数文件（如投影仪分辨率、编码阶数等）。

1. 配置运行参数：在主程序或配置脚本中，正确设置上述输入数据文件的路径及相关算法参数。

1. 执行主程序：运行主程序文件。程序将自动依次执行：

* 摄像机标定，生成标定参数文件。 * 结构光图像解码，生成相位图或深度图。 * 三维点云重建，输出点云数据文件。 * 生成标定精度评估报告。

1. 获取输出结果：在指定输出目录中查看生成的标定参数文件、解码图像、三维点云及评估报告。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 编程环境：MATLAB R2018b 或更高版本
• 依赖工具箱：Image Processing Toolbox, Computer Vision Toolbox
• 内存建议：≥ 8 GB RAM（处理高分辨率图像或大量图像时建议更大内存）

文件说明

主程序文件作为整个项目的核心调度与执行入口，其功能是串联并有序执行系统的三大核心模块。它首先调用标定模块，计算摄像机的内外参数；随后启动解码模块，处理结构光图像以获取相位信息；最终，结合前两步的结果，驱动三维重建模块生成物体的点云数据，并完成整个处理流程的精度评估与结果输出。