基于立體相位展開的結構光實時三維測量及重構技術研究.pdf

1、近年來，基于相位測量輪廓術的結構光三維測量方法憑借其高精度、高效率和低成本的優(yōu)點，被廣泛應用于產品質量檢測、虛擬現實和機器視覺等領域。隨著社會需求的不斷發(fā)展，獲取動態(tài)場景的三維信息變得越來越重要，而目前大多數的測量方法還只能實現對靜態(tài)物體的測量。相位測量輪廓術至少需要3幀條紋圖像恢復出待測場景的相位信息，但是這樣的相位大多被反正切函數截斷在[-π，π）之間。想要得到無歧義的相位通常需要額外的條紋圖像來輔助展開包裹相位，這無疑進一步加重了

2、運動對測量的敏感程度，不利于實現對動態(tài)場景的測量。
　　本研究主要內容包括：⑴針對系統(tǒng)的非線性響應導致的周期性誤差，建立了系統(tǒng)的灰度響應函數，并采用查找表的方式進行校正;然后在此基礎上，借助三步相移算法提取待測場景的相位信息，以及基于張正友標定法對雙目----投影儀系統(tǒng)進行了標定，獲取系統(tǒng)結構參數。⑵為了在不增加條紋圖像幅數的情況下獲取絕對相位，本文提出了立體相位展開算法:引入一個額外的相機，通過遍歷所有的條紋周期，分別將左相機上

3、的像素點映射到三維空間后，再反投影到右相機上，最后利用圖像匹配來判斷該周期是否為像素點對應的包裹相位級次，從而實現相位展開;考慮到算法的實時性和準確性，在實現圖像匹配的過程中，分別使用了極線約束、軸向測量范圍約束和光強平方差約束逐步排除錯點，最后利用像素點的鄰域窗口相關計算來確定最終的匹配點;為了提高相關計算中每個像素點的標識度，選擇在相移圖案中嵌入散斑信息。區(qū)別于傳統(tǒng)的在整幅圖像上隨機嵌入散斑的方法，本文選擇在相移圖案的灰度冗余區(qū)域嵌