結(jié)構(gòu)光投影三維測(cè)量方法的研究.pdf

1、三維測(cè)量在工業(yè)、虛擬現(xiàn)實(shí)、文化遺產(chǎn)保護(hù)、服裝制作以及醫(yī)療診斷等領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛。目前提出的三維測(cè)量方法中,相位測(cè)量輪廓術(shù)存在由于相移不準(zhǔn)以及光場(chǎng)的非正弦性都能夠產(chǎn)生測(cè)量誤差的問(wèn)題,因此測(cè)量時(shí)就需要引入精度比較高的相移裝置以及標(biāo)準(zhǔn)的正弦光柵。傅里葉變換輪廓術(shù)雖然具有更高的靈敏度,但在保證各級(jí)頻譜之間不會(huì)混疊的情況下限制了測(cè)量范圍。編碼法存在空間鄰域內(nèi)特征點(diǎn)的影響,所以編碼圖像的識(shí)別及解碼比較困難,并且使得系統(tǒng)的測(cè)量誤差增大,也存有分

2、辨率低以及受到景物表面反射率不相同和顏色的影響等缺點(diǎn)。
　　本文在分析現(xiàn)有的三維測(cè)量方法之后,提出了一種基于面結(jié)構(gòu)光投影的非接觸快速三維測(cè)量的方法。測(cè)量原理就是先在目標(biāo)物體的表面投影面結(jié)構(gòu)光,再在和投影光軸成一定角度的方向通過(guò)成像系統(tǒng)獲取到因?yàn)槲矬w高度變化而發(fā)生變形的圖像。通過(guò)有被測(cè)物體時(shí)的變形圖像與未放置物體時(shí)的圖像之間的坐標(biāo)變化,求得被測(cè)物體各點(diǎn)的高度,確定物體表面的三維坐標(biāo),從而實(shí)現(xiàn)物體的三維輪廓測(cè)量。
　　研究工作主

3、要包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)介紹了所提出測(cè)量方法的基本原理,推導(dǎo)出了當(dāng)結(jié)構(gòu)光投影到被測(cè)物體表面時(shí)物點(diǎn)坐標(biāo)、像點(diǎn)坐標(biāo)以及結(jié)構(gòu)光坐標(biāo)之間的關(guān)系,給出了計(jì)算被測(cè)物體輪廓三維坐標(biāo)的公式,據(jù)此可以構(gòu)建物體的三維輪廓。同時(shí)給出了數(shù)值模擬算例。
　　(2)介紹了所建立的投影儀-相機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),通過(guò)數(shù)碼照相機(jī)獲取無(wú)物體時(shí)結(jié)構(gòu)光投影的網(wǎng)格圖圖像以及投影到被測(cè)物體時(shí)網(wǎng)格圖的變形圖像,依據(jù)圖像的像素值求得被測(cè)物體的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù),通過(guò)系統(tǒng)編程重建