A medição da morfologia tridimensional desempenha um papel importante em campos como manufatura avançada, aeroespacial, biomédica, entre outros. Graças a suas vantagens de alta precisão, campo de visão completo e ausência de contato, a técnica de profilometria por projeção de franjas é um dos métodos ópticos tridimensionais mais amplamente utilizados atualmente. Para obter informações tridimensionais globais do objeto, geralmente o objeto a ser medido é colocado sobre uma mesa rotativa, realizando varreduras e junções contínuas para obter as informações globais do objeto. No entanto, a varredura e junção tradicionais são feitas de forma offline, o que resulta em uma velocidade lenta na reconstrução do modelo tridimensional completo. Os métodos existentes de registro de nuvem de pontos em tempo real podem melhorar eficazmente a velocidade de varredura e junção, mas a precisão da junção em tempo real ainda é afetada pelo estado de movimento do objeto. Este artigo aborda esses problemas propondo um método de reconstrução de modelo em tempo real de alta precisão baseado em otimização global. Primeiro, foi apresentado um algoritmo rápido de registro de nuvem de pontos, do registro grosseiro ao fino, e um algoritmo de inicialização baseado na restrição do vetor normal da nuvem de pontos, que pode melhorar a estabilidade e precisão do cálculo da pose inicial da nuvem durante o registro grosseiro. Em segundo lugar, na fase de registro fino, foi introduzido um algoritmo de otimização gráfica para obter a solução ótima da pose global da nuvem de pontos, melhorando ainda mais a precisão do registro global da nuvem de pontos. Os resultados experimentais demonstram que o método proposto pode alcançar uma precisão e estabilidade superiores na junção global da nuvem de pontos em comparação com os métodos atuais de reconstrução de modelos em tempo real. Em particular, para cenas dinâmicas onde há mudanças repentinas de velocidade do objeto devido a tremores, este método ainda consegue realizar robustamente a reconstrução do modelo tridimensional, alcançando uma precisão de reconstrução global do modelo de 84 μm.

perfilometria por projeção de franjas;otimização gráfica;tempo real;reconstrução 3D;registro de nuvem de pontos