雙頻投影光柵應(yīng)用于體測(cè)量的原理及算法研究.pdf

1、工業(yè)的發(fā)展、人們生活水平的提高等因素促使服裝業(yè)的三維人體測(cè)量技術(shù)經(jīng)歷了由手動(dòng)到自動(dòng)、接觸式到非接觸式、二維到三維的發(fā)展過程。三維人體自動(dòng)測(cè)量技術(shù)利用信息、光學(xué)、計(jì)算機(jī)等技術(shù)進(jìn)行人體自動(dòng)掃描測(cè)量，是服裝數(shù)字化設(shè)計(jì)、三維虛擬試衣和量身定做的基礎(chǔ)。其中投影光柵相位法以其成本相對(duì)便宜，原理簡(jiǎn)單，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)，成為三維測(cè)量領(lǐng)域中的常用手段。在投影光柵相位法中，尋找可靠的解相方法，提高測(cè)量精度是目前研究人員最為關(guān)注的問題。本文就這幾個(gè)問題

2、展開研究和討論，取得如下的研究成果:
　　1、目前投影光柵測(cè)量系統(tǒng)多采用光軸相交的近心光路系統(tǒng)，往往忽略因離散投影所帶來的非線性問題，必然會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來一定誤差。本文通過完整的理論推演，推算出參考平面上的非線性分布相位函數(shù)Φ（x）。同時(shí)通過此理論推算過程證明了平行光軸系統(tǒng)可以避免離散投影所帶來的非線性問題。
　　2、目前解相方法的研究多集中在單頻法測(cè)量，其難點(diǎn)在于如何從折疊相位中有效展開相位（解包裹）。雖然人們提出各種復(fù)雜

3、的解包裹方法，但各自都存在一定弊端，并且無法從本質(zhì)上解決解包裹過程所遇到的難題。本文采用雙頻法測(cè)量，該方法通過分析光柵條紋級(jí)數(shù)與相位之間的關(guān)系，可以避開傳統(tǒng)的解包裹過程，直接從雙頻投影條紋的非整數(shù)條紋級(jí)數(shù)得到全場(chǎng)各點(diǎn)的絕對(duì)相位值。
　　3、針對(duì)雙頻法解相算法，本文從其最初被提出時(shí)采用的變精度測(cè)量方法著手，完整推算了變精度雙頻測(cè)量方法的解相公式，同時(shí)指出了目前變精度方法應(yīng)用中的一些誤區(qū)。另外針對(duì)利用疊柵特性測(cè)量的雙頻算法，本文從不同

4、解算角度，推算出兩套完整并且獨(dú)立的解相方法，這種方法對(duì)投影條紋的頻率沒有限制，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件和要求靈活選擇測(cè)量頻率。通過最終的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明了這兩套算法簡(jiǎn)潔有效，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
　　4、本實(shí)驗(yàn)采用可移軸投影儀，經(jīng)過多次調(diào)校，總結(jié)出一套比較嚴(yán)格的平行光軸系統(tǒng)的標(biāo)定方法。并且在實(shí)驗(yàn)中通過建立數(shù)學(xué)模型確定投影儀光心，測(cè)量出比較精確的參數(shù)l。最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明本實(shí)驗(yàn)采用的平行光軸系統(tǒng)和標(biāo)定方法可以實(shí)現(xiàn)較高的測(cè)量精度。
　　5、