基于条纹投影的运动物体表面重建

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运动物体表面重建是工业测量领域的重要问题。在诸多表面重建技术中,条纹投影技术以其系统组建简单、测量精度高等优点,在工业场景中运用广泛。近些年,传统的标准化工业制造逐渐转型为生产定制化产品,使得工业流水线需要频繁根据生产计划重新布置,进而导致物体运动方向经常变化。然而传统测量设备聚焦于测量确定运动方向的物体,难以适应当前运动方向多变的测量场景。在条纹投影技术中,由于投影条纹存在方向性,对不同运动方向的物体表面重建存在较大差异。本文分析了传统的条纹投影技术在运动方向多变的场景中的挑战,根据条纹方向与物体运动方向的关系,将运动场景分为平行条纹方向运动和垂直条纹方向运动,两种基本运动情况。针对现有方案在平行条纹方向运动场景中存在的物体运动范围受限问题,本文在其基础上,形成了一种基于质心的图像对准方案,通过对图像进行校正,降低了物体运动范围限制。本文针对现有方案在垂直条纹方向运动场景中存在的计算复杂度高、对输入参数要求较高的局限性,提出了一种图像序列相位补偿方案,利用图像间约束关系,迭代补偿相位偏移,减少了计算复杂度,降低了输入参数要求。实验测试表明,本文研究的基于条纹投影运动物体重建方案兼容不同运动方向,与静态物体表面重建精度近似。本文工作可以帮助企业在现有的条纹投影测量设备基础上,通过软件升级,满足工业制造转型升级过程中对测量方案的要求。
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