快速、高精度三維面形測量方法的研究.pdf

1、隨著光、機、電一體化的完美融合，光學非接觸三維面形測量方法被深入研究和廣泛應用。傳統的條紋投影法對靜態(tài)物體的測量效果良好并已成熟應用于工業(yè)測量。但是難以實現物體快速、高精度三維面形測量。而隨著工業(yè)自動化的推進，實現物體快速、高精度的三維面形測量越發(fā)重要，快速測量在安全領域(人臉和指紋識別)、醫(yī)學診斷(心臟跳動監(jiān)測)、產品在線監(jiān)測(工業(yè)產品合格率檢出)等方面都有著廣泛的應用。二進制條紋離焦投影方法由于其超快的測量速度及較高的測量精度被眾多

2、研究者廣泛研究。本文對基于二進制條紋離焦投影方法的物體快速、高精度三維面形測量的關鍵問題展開研究。
　　本文的主要研究內容如下：
　　1.提出了二進制條紋加格雷碼條紋離焦投影方法來實現復雜物體快速、高精度三維面形測量。一直以來，二進制條紋離焦投影方法主要是應用于表面形貌較為簡單的物體的三維面形測量，對復雜物體的測量仍然是一個挑戰(zhàn)。本文對基于二進制條紋離焦投影方法的復雜表面三維面形測量關鍵技術開展研究，通過二進制條紋加格雷碼條

3、紋離焦投影方法來實現復雜物體快速、高精度的三維面形測量。針對由于投影儀離焦帶來的格雷碼條紋邊緣變得平滑，出現過渡區(qū)域導致求解的條紋級次k(x,y)出錯，最終影響物體的解相位結果問題，采用投影格雷碼條紋和反色格雷碼條紋實現格雷碼條紋邊緣檢測來得到精確的格雷碼條紋。最終實現復雜物體的三維面形測量。通過實驗分析，該方法魯棒性強，能適用于不同離焦程度下測量。通過本方法的研究，可以拓展二進制條紋離焦投影方法在復雜物體三維面形測量方面的應用。

4、>　　2.提出一種彩色二進制條紋離焦投影方法來實現物體快速、高精度的三維面形測量。彩色編碼方法由于僅需要投影1幅編碼條紋而廣泛用于物體快速三維面形測量。本文提出一種彩色二進制條紋離焦投影方法,該方法投影的彩色編碼條紋由二進制條紋復合而成，只有0和255兩個灰度級，投影儀的投影速度能從原來的120幀/秒提高到10000幀/秒；通過對投影儀適度離焦來得到標準的彩色正弦編碼條紋，能消除非線性Gamma效應、高次諧波等對測量精度的影響。實驗結果