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基于光度立体视觉的测量材质几何特征重构的开题报告
一、研究背景
材料的几何特征对于其性能和应用具有重要影响。在工程设计、数值模拟等领域，需要获取材料表面几何参数的精确信息，以便进行准确的分析和预测。然而传统的测量方法存在精度低、耗时长、难以复原等缺点，因此需要寻求一种新的测量方式。
二、研究意义
基于光度立体视觉的测量方法，能够在不接触物体的情况下，以高精度、高效率的方式获取物体表面的三维几何信息。与传统测量方法相比，它具有取样密度高、取样范围大、数据获取速度快、成本低等优势，尤其适用于形状复杂、非常规的材料表面几何重构。
三、研究内容
本研究旨在：
1.构建基于光度立体视觉的材质几何特征重构系统，包括硬件和软件两个部分。
2.系统硬件部分主要设计三维成像系统，主要包括控制电路、光源、相机等。
3.系统软件部分主要涉及图像处理、三维重构及数据可视化等。其中，图像处理包括预处理、图像配准、边缘检测等；三维重构包括点云处理、网格生成、表面重建等；数据可视化包括建模、文本化、交互展示等。
4.针对不同材质的表面几何特征，开展相关方面的实验与分析，对系统及方法的准确度、重复性、可行性及应用前景等进行评估。
四、研究方法
本研究采用光度立体视觉技术，基于精密成像系统对材料表面进行三维成像，借助MATLAB、OpenGL等软件平台进行图像处理、三维重构及数据可视化。
五、预期结果
通过对不同材质表面的几何特征进行重构，得出相应的几何参数，并对系统及方法的准确度、重复性、可行性及应用前景进行评估。同时，可望构建一套通用、高效、精确的材质几何特征重构系统，为相关领域提供基础数据和技术支持，具有广泛的应用价值和推广前景。
六、参考文献
1.陈建华,邹洪泉,张建军.基于高光谱成像技术的材料表面几何特征抽取[J].中国测试技术,2017(6):75-80.
2.ZHANGW,LEEKM,ZHAH,etal.Efficientphotometricstereoforsmoothsurfacesviapiecewiseplanarmodeling[C]//IEEEConferenceonComputerVisionandPatternRecognition.IEEE,2017:3200-3208.
3.胡金芳,李永刚,王瑞隆.基于光度立体法的物体表面三维重建[J].草业科学,2019,36(10):2529-2532.