基于光柵條紋投影的三維測量系統(tǒng)標(biāo)定方法的研究.pdf

1、近年來，利用光柵條紋投影來獲取物體表面形貌特征的方法，已成為光學(xué)測量中的熱門研究領(lǐng)域?；诠鈻艞l紋投影的高速三維實(shí)時(shí)測量技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、科研領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。而系統(tǒng)標(biāo)定作為三維測量系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是三維測量系統(tǒng)在測量之前不可或缺的一部分，系統(tǒng)標(biāo)定的準(zhǔn)確性和精度將直接影響到三維測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和精度。并且，系統(tǒng)標(biāo)定的復(fù)雜度和可執(zhí)行度，也將直接影響到測量系統(tǒng)試用范圍和執(zhí)行條件。本文主要研究基于光柵條紋投影的高速三維實(shí)時(shí)測量系統(tǒng)標(biāo)

2、定方法，目的是尋求簡便、高精度、高速度的系統(tǒng)標(biāo)定方法。此外，為提高三維測量系統(tǒng)的速度，對絕對相位提取方法和查找表算法做了相關(guān)的研究。主要的研究內(nèi)容如下:
　　詳細(xì)分析相移法原理和時(shí)間、空間相位展開算法，并基于三步相移法和時(shí)間相位展開算法分析了本課題組提出的雙頻相移法，該方法能有效提高獲取絕對相位的速度;分析攝像機(jī)數(shù)學(xué)模型中圖像物理坐標(biāo)系、圖像像素坐標(biāo)系、世界坐標(biāo)系和攝像機(jī)坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系，并基于小孔成像原理，建立攝像機(jī)線性模型

3、，同時(shí)在此基礎(chǔ)上引入攝像機(jī)鏡頭光學(xué)畸變，建立更加完善的攝像機(jī)非線性成像模型;對介于傳統(tǒng)標(biāo)定方法和自標(biāo)定方法之間的張正友平面標(biāo)定方法進(jìn)行改進(jìn)，使用雙目標(biāo)定模板，使用MATLAB標(biāo)定工具箱求解攝像機(jī)內(nèi)參、外參和畸變參數(shù);詳細(xì)分析考慮投影儀標(biāo)定和不考慮投影儀標(biāo)定的兩種系統(tǒng)標(biāo)定方法，并提出了一種考慮鏡頭畸變用于高速三維測量的系統(tǒng)標(biāo)定方法，設(shè)計(jì)新型標(biāo)定流程，僅通過對攝像機(jī)標(biāo)定就可簡單快速完成系統(tǒng)標(biāo)定;建立了相位計(jì)算查找表和三維坐標(biāo)恢復(fù)查找表，減少