随着计算机技术的不断发展,三维重构技术在高速物体动态测量领域中的应用越来越多,尤其是在涡轮发动机涡扇、高速一体化弹药方面的测试需求更加迫切。本课题来源于XXX国防项目“激光成像XXX多参数综合测试站系统”研发任务。针对三维重构系统设计、高清图像采集、图像灰度变换、多粒度建模优化、重构精度分析等系列问题开展研究,具体研究如下:1.针对高超速弹丸三维重构系统设计需求,结合综合测试站系统结构模型,研究轴对称弹丸结构的图像信息的不对称特性,采用Open GL图形绘制语言,开发了一套适用于高超度弹丸的三维重构系统。2.针对高清图像获取问题,研究相机标定与图像预处理方法,综合分析相机的标定精度,建立相机的针孔成像模型,解算相机的内外参数,完成图像矫正。通过对获得的图像进行平滑滤波、灰度化、边缘检测和角点检测,以获取精确的数据信息,实现图像优化处理。3.针对二维灰度图像转换为三维空间数据的需求问题,研究基于SFS算法的高超速三维弹丸重构技术,通过二维图像中的灰度信息进行深度信息提取,完成Z拉伸变换,结合光源坐标系下表面法向矢量信息和坐标转换,建立物体的局部三维模型轮廓。4.针对高超速三维弹丸轮廓精细化建模问题,提出一种三维弹丸多粒度优化建模方法。分析弹丸的对称特性,通过融合的角点检测技术提取出局部三维模型的对应特征点,对其特征点进行粗粒度匹配和细粒度匹配,采用分离旋转变换和平移变换的策略完成局部模型拼接,结合径向权图像融合方法,完成图像的平滑过渡,建立了高精度弹丸的多粒度三维重构模型,消除了由于视角不同所造成的弹丸表面数据信息缺失的影响。5.针对三维重构精度问题,通过实验测量和统计对比,对系统的重构精度进行定性与定量分析,并研究影响重构精度的因素,结果表明重构精度能够满足工程需要,验证了系统的可行性。以上研究是针对高超速物体测量技术的工程探索,实现了信息不对称下高超速弹丸三维重构技术的研究,研究成果解决了常规的重构方法难以在高超速测量领域的应用问题,为今后的高超速物体的动态测量提供技术基础。