二重投影構造光システムにおける相対基準物の違いにより、二つの点群間で尺度の差が生じ、点群を直接融合することが困難な問題に対し、二重投影構造光システムに基づく多尺度点群融合手法を提案した。二重投影構造光システムをそれぞれキャリブレーションし、カメラおよびプロジェクタの内部パラメータと外部パラメータ、さらにシステム間の外部パラメータを取得した。加重最小二乗位相展開法を用いて絶対位相を取得し、キャリブレーション済みパラメータと組み合わせて点群データを算出した。両システムの重複領域内の任意の二点間の空間距離をそれぞれ求め、システム間の距離比を計算して二つの点群の尺度統一を行った。次に主成分分析を用いて点群の粗い位置合わせを行い、反復最近点に基づくマッチングアルゴリズムにより全体最適な変換行列を求めた。最後に変換行列に基づきソース点群をターゲット点群に変換し、融合後の隣接点間距離をユークリッド距離で評価し、与えられた閾値以下の外れ値点群を削除することで二重投影構造光システムの多尺度点群融合を実現した。実験結果は、融合前後の平面フィッティング誤差の標準偏差が約19.56％低減し、提案手法が異なる尺度での点群融合と物体表面の三次元再構成を効果的に実現できることを十分に実証した。本研究は、二重投影構造光システムにおける点群尺度差による誤差問題に対する有効な解決策を提供するだけでなく、遮蔽による点群欠損現象をも解消できる。

構造光システム; 3D再構成; 二重投影; 点群融合