相移法三維測(cè)量系統(tǒng).pdf

1、物體的三維形貌特征是物體最重要、最基本的特征之一，也是比較、記錄及復(fù)制物體的基礎(chǔ)。因而，物體的三維形貌測(cè)量有著比較重要的意義。三維形貌測(cè)量在實(shí)際生活和工業(yè)生產(chǎn)中有著比較廣泛且重要的應(yīng)用，如：逆向工程、工業(yè)生產(chǎn)上的質(zhì)量監(jiān)控、機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)、刑事偵探和生物醫(yī)學(xué)等等。實(shí)現(xiàn)三維測(cè)量的方法有很多，但光學(xué)測(cè)量方法與其它方法相比具有高精度、非接觸、全場(chǎng)性且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)勢(shì)。
　　本文通過(guò)投射正弦光柵、采用四步相移法來(lái)獲取所測(cè)物體的高度信息

2、。首先，通過(guò)四步相移法的基本原理獲得相位主值，即被包裹在[-π,+π]之間的相位值。然后，在分析比較不同的相位解包裹方法后，采用了一種質(zhì)量引導(dǎo)不連續(xù)路徑的解包裹方法，通過(guò)此方法得到正確連續(xù)的相位值。最后，通過(guò)三維重建得到所測(cè)物體上各點(diǎn)的高度信息。對(duì)不同形狀的物體進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)測(cè)量的相對(duì)誤差和誤差區(qū)域做了分析。由于僅由一個(gè)CCD相機(jī)采集到的圖片可能存在陰影區(qū)域，導(dǎo)致表面高度變化過(guò)快的物體測(cè)量得到的三維數(shù)據(jù)不完整。因而，為了對(duì)誤差區(qū)域做處理

3、，采用雙CCD相機(jī)進(jìn)行圖像采集。并根據(jù)人臉面具本身的特征采用了基于人臉特征的180°拼接方法，對(duì)不同視角測(cè)量后的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，最終有效地避免了陰影區(qū)域?qū)Ω叨葴y(cè)量的影響，且拼合區(qū)域過(guò)渡平滑、自然。
　　在分析理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合考慮測(cè)量精度和實(shí)際條件，設(shè)計(jì)了基于相移法的物體三維形貌測(cè)量系統(tǒng)，并通過(guò)了實(shí)驗(yàn)和MATLAB編程加以實(shí)現(xiàn)。對(duì)不同物體進(jìn)行三維測(cè)量，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：本文設(shè)計(jì)的三維測(cè)量系統(tǒng)方法是有效可行的，對(duì)實(shí)驗(yàn)