適用于快速三維形貌測(cè)量的結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)研究.pdf

1、采用數(shù)字光柵投影進(jìn)行三維測(cè)量的方法，因具有非接觸、測(cè)量范圍廣、高精度、高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，在工業(yè)質(zhì)量控制、文物三維建模、生物醫(yī)學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域擁有廣闊的發(fā)展前景，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外科研工作者研究的熱門(mén)方向。針對(duì)結(jié)構(gòu)光三維重構(gòu)過(guò)程中的非線性效應(yīng)以及絕對(duì)相位的獲取問(wèn)題，本文進(jìn)行了深入的研究與實(shí)驗(yàn)分析，并構(gòu)建出一套測(cè)量快速且適應(yīng)性強(qiáng)的結(jié)構(gòu)光三維形貌測(cè)量系統(tǒng)。
　　本文所做工作主要圍繞以下三個(gè)方面展開(kāi):
　　1)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)光非線性誤差的校正

2、研究，針對(duì)非線性誤差的克服問(wèn)題，提出了兩種解決方案。首先，本章提出了一種使用兩幅二級(jí)條紋灰度圖合成而成單幅三級(jí)脈沖寬度調(diào)制條紋灰度圖的方法，省去了結(jié)構(gòu)光進(jìn)行非線性標(biāo)定的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了在三級(jí)脈沖寬度調(diào)制條紋灰度圖下的離焦結(jié)構(gòu)光三維重構(gòu)。接著，本章提出了一種利用頻域數(shù)字濾波法進(jìn)行結(jié)構(gòu)光非線性校正的方法，該方法能夠大大消除非線性效應(yīng)帶來(lái)的相位誤差。對(duì)兩種解決方案分別進(jìn)行了理論分析、仿真模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　2)提出了一種新型的二元結(jié)構(gòu)光階

3、梯相位編碼方法，該編碼方法可精確確定投影光柵條紋的周期級(jí)次，與傳統(tǒng)階梯相位編碼方法相比，同等條件下減少了投影條紋數(shù)目，提高了測(cè)量速度，在不考慮彩色投影多通道顏色混疊的影響的前提下，若將條紋調(diào)制進(jìn)彩色通道，可進(jìn)一步提高測(cè)量速度。通過(guò)二值化生成編碼條紋，在保留傳統(tǒng)階梯相位測(cè)量快速的優(yōu)點(diǎn)的前提下，針對(duì)不同正弦光柵條紋，調(diào)整相移步數(shù)和階梯相位子區(qū)數(shù)目，具有傳統(tǒng)階梯相位編碼所不具備的靈活性。之后本章對(duì)理論進(jìn)行了模擬仿真和實(shí)物三維重構(gòu)實(shí)驗(yàn)，三維重構(gòu)