高精度面結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量方法研究.pdf

1、面結(jié)構(gòu)光學(xué)三維測(cè)量技術(shù)是針對(duì)漫反射物體三維形貌測(cè)量的重要非相干光三維傳感技術(shù)。這種技術(shù)因具有速度快、非接觸、高精度等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)檢測(cè)、生物醫(yī)學(xué)、逆向工程、文物保護(hù)等檢測(cè)領(lǐng)域，得到了廣泛地關(guān)注與應(yīng)用。本文以提高面結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)的精度為目標(biāo)，重點(diǎn)對(duì)圖像去噪、系統(tǒng)標(biāo)定進(jìn)行了研究。
　　低噪聲的變形條紋圖可極大降低相位提取的誤差，提高系統(tǒng)的測(cè)量精度。本文首次將曲波變換去噪方法用于面結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量技術(shù)，并通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證該方法

2、的可靠性。同時(shí)與去噪性能較好的小波變換去噪方法進(jìn)行對(duì)比，得出小波變換和曲波變換去噪方法均有較好的去噪能力，但在針對(duì)含有空間孤立的截?cái)嗝嫘位蛘哕S變面形的變形條紋圖進(jìn)行去噪時(shí)，曲波變換更勝一籌。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，小波變換易引起邊緣模糊且改變了邊緣位置，曲波變換去噪方法在有效去除噪聲的同時(shí)，很好保留了圖像中紋理的邊緣細(xì)節(jié)信息，確保了相位解調(diào)的準(zhǔn)確性，達(dá)到提高測(cè)量系統(tǒng)精度的目的。
　　三維重建的精度與系統(tǒng)標(biāo)定的準(zhǔn)確度密切相關(guān)。基于傳統(tǒng)面結(jié)構(gòu)光

3、三維測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定方法有較嚴(yán)格的幾何約束條件，如平行性、垂直性等。這些將嚴(yán)重影響該系統(tǒng)標(biāo)定的靈活性和準(zhǔn)確性。本文針對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)幾何結(jié)構(gòu)的局限性，提出一種任意擺放面結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量模型，以提高系統(tǒng)標(biāo)定的靈活性及系統(tǒng)測(cè)量的準(zhǔn)確性。同時(shí)，本文介紹了幾種常見(jiàn)的系統(tǒng)標(biāo)定方法，分析了傳統(tǒng)系統(tǒng)標(biāo)定技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和缺陷，基于CCD相機(jī)標(biāo)定技術(shù)原理，并結(jié)合任意意擺放測(cè)量系統(tǒng)，提出一種操作靈活、實(shí)用的系統(tǒng)標(biāo)定技術(shù)，以提高面結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量設(shè)備的測(cè)量精度。該標(biāo)定技術(shù)無(wú)