基于光柵投影方法的物體三維輪廓重構(gòu).pdf

1、三維輪廓重構(gòu)技術(shù)廣泛應(yīng)用于逆向工程、機(jī)器視覺(jué)，在線檢測(cè)、模具設(shè)計(jì)、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域。其中，采用光學(xué)方法的非接觸主動(dòng)式三維輪廓重構(gòu)技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)、光電器件的迅速發(fā)展受到人們普遍重視?，F(xiàn)存的重構(gòu)系統(tǒng)大致可分為基于光學(xué)三角法，激光干涉法，時(shí)間飛行法，光柵投影法等。光柵投影法因其測(cè)量精度高，速度快，對(duì)環(huán)境要求低等優(yōu)點(diǎn)成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。 本文對(duì)基于光柵投影法的物體三維輪廓重構(gòu)技術(shù)的幾個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了研究，論文的工作主要包括以下幾個(gè)方面：

2、 首先，闡述了基于光柵投影法的物體三維輪廓重構(gòu)技術(shù)的基本原理。該技術(shù)以交叉光軸投影系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用計(jì)算機(jī)控制投影儀把結(jié)構(gòu)光柵投影到物體表面，由數(shù)碼相機(jī)獲取變形的光柵條紋圖像，從變形的條紋圖像中解調(diào)出相位信息。本文介紹了相移法等三種相位解調(diào)方法的原理并分析了三種方法存在的問(wèn)題。 其次，介紹了幾種改進(jìn)的光柵投影技術(shù)。由上述相位解調(diào)方法提取的相位信息折疊在[-π，π]之間，需要進(jìn)行相位展開(kāi)運(yùn)算。但是由于遮擋、噪聲等不利因素會(huì)導(dǎo)

3、致相位的非正常跳變，從而不能正確地實(shí)現(xiàn)相位展開(kāi)。本文針對(duì)以上問(wèn)題介紹了幾種改進(jìn)的光柵投影技術(shù)，并重點(diǎn)研究了格雷編碼與相移法相結(jié)合的光柵投影技術(shù)，計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)表明，這種技術(shù)對(duì)于相位展開(kāi)的正確性有顯著提高。 再次，建立了基于格雷編碼與相移法相結(jié)合的光柵投影三維輪廓重構(gòu)系統(tǒng)。投影光柵的周期在參考面上是漸變的，通常的研究忽略這種漸變，這將引起測(cè)量誤差。本文給出了考慮這種漸變的精確的數(shù)學(xué)模型，并論述了系統(tǒng)標(biāo)定方法。由該系統(tǒng)可以通過(guò)展開(kāi)的