La medición de la morfología tridimensional desempeña un papel importante en campos como la fabricación avanzada, la aeroespacial, la biomedicina, entre otros. Gracias a sus ventajas de alta precisión, campo visual completo y no contacto, la técnica de perfilado por proyección de franjas es actualmente uno de los métodos ópticos tridimensionales más utilizados. Para obtener información tridimensional global de un objeto, normalmente se coloca sobre una mesa giratoria y se realiza un escaneo y unión continuos para obtener la información global del objeto. Sin embargo, el escaneo y unión tradicionales se realizan de manera offline, lo que provoca una velocidad lenta en la reconstrucción del modelo 3D completo. Los métodos existentes de registro de nubes de puntos en tiempo real pueden mejorar eficazmente la velocidad de escaneo y unión, pero la precisión del registro en tiempo real sigue siendo afectada por el estado de movimiento del objeto. Este documento propone una mejora para estos problemas, presentando un método de reconstrucción de modelo en tiempo real y alta precisión basado en la optimización global. Primero, se introduce un algoritmo rápido de registro de nubes de puntos desde un registro grueso hasta fino y un algoritmo de inicialización de nubes basado en la restricción de vectores normales, que puede mejorar la estabilidad y precisión en el cálculo de la posición inicial de la nube durante el registro grueso. Segundo, en la etapa de registro fino, se introduce un algoritmo de optimización gráfica para obtener la solución óptima de la pose global de la nube de puntos, mejorando aún más la precisión del registro global. Los resultados experimentales muestran que el método propuesto logra un registro global de nubes de puntos más preciso y estable en comparación con los métodos actuales de reconstrucción de modelos en tiempo real. En particular, para escenas dinámicas en las que la velocidad del objeto cambia abruptamente debido a vibraciones, este método puede llevar a cabo robustamente la reconstrucción del modelo 3D, logrando una precisión de reconstrucción completa del modelo de 84 μm.

perfilado por proyección de franjas;optimización gráfica;tiempo real;reconstrucción 3D;registro de nubes de puntos