三維物體面形結(jié)構(gòu)光視覺測量.pdf

1、結(jié)構(gòu)光三維測量系統(tǒng)由相機(jī)和投影儀等設(shè)備組成，使用投影儀將編碼的圖像投射到被測量的物體表面，然后用相機(jī)對物體表面調(diào)制的圖像進(jìn)行捕獲，再對相機(jī)捕獲的變形圖像進(jìn)行解碼的操作，并與投影儀投射的圖像進(jìn)行匹配操作，從而將這兩幅圖像上相對應(yīng)的點(diǎn)給尋找出來，最后依據(jù)三角形原理就能夠把被測量的物體的三維信息給求取出來，從而實(shí)現(xiàn)對被測量物體的三維重構(gòu)。
　　結(jié)構(gòu)光三維測量技術(shù)經(jīng)過不斷的發(fā)展，許多的測量方法被專家學(xué)者們提出，成為了一種可靠性和穩(wěn)定性都非

2、常高的測量技術(shù)。但是，這項(xiàng)技術(shù)仍然存在許多的不足，比如，不能很好的實(shí)現(xiàn)對移動中的物體的測量操作，而且對相機(jī)捕獲的圖像無法進(jìn)行快速、穩(wěn)定的解碼等等。
　　本文的研究采用的是基于正弦條紋光柵圖像來進(jìn)行編碼處理的方法，使用四步相移的方法生成正弦條紋光柵圖像，分別從水平和豎直這兩個不同的方向來投射正弦條紋光柵圖像，用相機(jī)對被測量物體表面調(diào)制的變形的條紋光柵圖像進(jìn)行捕獲，然后根據(jù)四步相移法的原理把捕獲圖像的包裹相位圖給求取出來，并且對其進(jìn)行

3、相位展開得到其絕對相位圖，最后根據(jù)絕對相位圖的一些特征將相對應(yīng)的點(diǎn)給找出來，就可以完成對被測量物體的三維重構(gòu)。
　　由于在測量的過程中，正弦條紋光柵圖像會受到很多因素的影響，從而會發(fā)生畸變，這樣相機(jī)捕獲的圖像就會摻雜噪聲或其他干擾，而使得獲得的物體三維信息不精確，從而對測量的精度造成一定的影響。因此，本文對測量中出現(xiàn)的非線性 gamma誤差進(jìn)行補(bǔ)償和矯正的方法進(jìn)行了研究，從而達(dá)到提高測量精度的目的。本文主要的研究內(nèi)容如下：

4、　　首先，對三維測量技術(shù)的基本原理和常用的幾種測量方法進(jìn)行了介紹，重點(diǎn)對基于正弦條紋光柵的結(jié)構(gòu)光測量方法做了介紹。并且，對影響正弦條紋光柵測量精度的因素進(jìn)行了分析總結(jié)。
　　其次，研究了基于相位偏移方法的gamma矯正方法。該方法首先對沒有出現(xiàn)gamma畸變時的包裹相位進(jìn)行分析，然后把非線性 gamma模型建立起來，通過使用四步相移方法向標(biāo)準(zhǔn)平板投射四組具有不同初始相位偏移的正弦條紋光柵圖像，從而可以減小相位誤差，實(shí)現(xiàn)對gamma

5、畸變產(chǎn)生的相位誤差的矯正。
　　再次，研究了基于相位迭代法的 gamma矯正方法。該方法同樣使用的是四步相移的方法，向標(biāo)準(zhǔn)平板投射一組初始相位偏移為0度的正弦條紋光柵圖像，通過對gamma非線性相位誤差進(jìn)行分析，采用相位迭代的方法，對捕獲圖像的包裹相位進(jìn)行多輪迭代，從而盡可能的減小相位誤差，實(shí)現(xiàn)了對gamma畸變產(chǎn)生的相位誤差的矯正。
　　最后，研究了三維重構(gòu)的基本原理和對被測量物體進(jìn)行三維重構(gòu)方法。通過三維重構(gòu)實(shí)驗(yàn)來得到被