基于光柵投影方法的物體三維輪廓重構(gòu).pdf

1、三維輪廓重構(gòu)技術(shù)廣泛應用于逆向工程、機器視覺，在線檢測、模具設(shè)計、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域。其中，采用光學方法的非接觸主動式三維輪廓重構(gòu)技術(shù)隨著計算機、光電器件的迅速發(fā)展受到人們普遍重視?，F(xiàn)存的重構(gòu)系統(tǒng)大致可分為基于光學三角法，激光干涉法，時間飛行法，光柵投影法等。光柵投影法因其測量精度高，速度快，對環(huán)境要求低等優(yōu)點成為近年來研究的熱點。 本文對基于光柵投影法的物體三維輪廓重構(gòu)技術(shù)的幾個熱點問題進行了研究，論文的工作主要包括以下幾個方面：

2、 首先，闡述了基于光柵投影法的物體三維輪廓重構(gòu)技術(shù)的基本原理。該技術(shù)以交叉光軸投影系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用計算機控制投影儀把結(jié)構(gòu)光柵投影到物體表面，由數(shù)碼相機獲取變形的光柵條紋圖像，從變形的條紋圖像中解調(diào)出相位信息。本文介紹了相移法等三種相位解調(diào)方法的原理并分析了三種方法存在的問題。 其次，介紹了幾種改進的光柵投影技術(shù)。由上述相位解調(diào)方法提取的相位信息折疊在[-π，π]之間，需要進行相位展開運算。但是由于遮擋、噪聲等不利因素會導

3、致相位的非正常跳變，從而不能正確地實現(xiàn)相位展開。本文針對以上問題介紹了幾種改進的光柵投影技術(shù)，并重點研究了格雷編碼與相移法相結(jié)合的光柵投影技術(shù)，計算機仿真實驗表明，這種技術(shù)對于相位展開的正確性有顯著提高。 再次，建立了基于格雷編碼與相移法相結(jié)合的光柵投影三維輪廓重構(gòu)系統(tǒng)。投影光柵的周期在參考面上是漸變的，通常的研究忽略這種漸變，這將引起測量誤差。本文給出了考慮這種漸變的精確的數(shù)學模型，并論述了系統(tǒng)標定方法。由該系統(tǒng)可以通過展開的