【摘 要】
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数字光栅投影三维测量所特有的高速、高精度等特点,能够满足目前人工智能和工业智能化飞速发展过程中产生的三维测量需求,在航空、军工、医疗救助以及装备制造领域有着广泛的前景。因此,本文针对数字条纹投影物体表面重构技术中的解相位、相位误差校正展开了深入的研究,具体内容如下。（1）本文根据三角测量原理建立了类似的数字光栅投影模型,之后基于相移法和傅里叶变换法的原理,求解了多幅和单幅条纹图的包裹相位,为后文工
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数字光栅投影三维测量所特有的高速、高精度等特点,能够满足目前人工智能和工业智能化飞速发展过程中产生的三维测量需求,在航空、军工、医疗救助以及装备制造领域有着广泛的前景。因此,本文针对数字条纹投影物体表面重构技术中的解相位、相位误差校正展开了深入的研究,具体内容如下。（1）本文根据三角测量原理建立了类似的数字光栅投影模型,之后基于相移法和傅里叶变换法的原理,求解了多幅和单幅条纹图的包裹相位,为后文工作打下了基础;同时,对比相位展开法中的多频外差展开法、枝切法以及最小二乘法,本文最终选定枝切法作为本题实验方法。（2）由于投影光栅的非正弦误差是数字光栅投影物体表面重构的主要误差来源之一,本文对条纹投影的非正弦误差进行分析,并通过数值模拟对比伽马效应对于相位误差的影响,提出一种改进的四周期渐变图来求取投影仪输入输出响应曲线的方法,使相位误差减少了52%;同时,本文结合所提出的三角波标定投影仪伽马值进行光栅条纹预处理方法,将投影仪相位误差降低了22.6%,优于传统的正弦波标定伽马值方法。（3）求解物体包裹相位后,仍需要计算物体展开相位,尽管枝切法作为一种典型的路径相关局部算法能够有效阻止噪声带来的误差传递,但是展开效果与枝切线长度严格相关。因此本文提出了一种混合果蝇与模拟退火算法的最短枝切线快速搜索算法,将正残差点序列作为果蝇个体,并利用轮盘赌反向选择机制来对新残差点序列进行扰动,跳出局部最优解,最后引入模拟退火算法增强全局搜索能力,在保证求得最短枝切线的同时,缩短了相位展开时间。（4）本文实验采用傅里叶变换轮廓术结合所提出的改进枝切法对量块进行测量,同时采用张氏标定方法对相机进行标定,进而用相移法匹配相位同名点得到投影仪标定参数,最后对量块进行实验。实验结果表面,本文方法的相对误差为2.2%,绝对误差为0.22mm。该论文有图84幅,表10个,参考文献114篇
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