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工业的发展、人们生活水平的提高等因素促使服装业的三维人体测量技术经历了由手动到自动、接触式到非接触式、二维到三维的发展过程。三维人体自动测量技术利用信息、光学、计算机等技术进行人体自动扫描测量,是服装数字化设计、三维虚拟试衣和量身定做的基础。其中投影光栅相位法以其成本相对便宜,原理简单,测量结果准确可靠等优点,成为三维测量领域中的常用手段。在投影光栅相位法中,寻找可靠的解相方法,提高测量精度是目前研究人员最为关注的问题。本文就这几个问题展开研究和讨论,取得如下的研究成果: 1、目前投影光栅测量系统多采用光轴相交的近心光路系统,往往忽略因离散投影所带来的非线性问题,必然会对测量结果带来一定误差。本文通过完整的理论推演,推算出参考平面上的非线性分布相位函数Φ(x)。同时通过此理论推算过程证明了平行光轴系统可以避免离散投影所带来的非线性问题。 2、目前解相方法的研究多集中在单频法测量,其难点在于如何从折叠相位中有效展开相位(解包裹)。虽然人们提出各种复杂的解包裹方法,但各自都存在一定弊端,并且无法从本质上解决解包裹过程所遇到的难题。本文采用双频法测量,该方法通过分析光栅条纹级数与相位之间的关系,可以避开传统的解包裹过程,直接从双频投影条纹的非整数条纹级数得到全场各点的绝对相位值。 3、针对双频法解相算法,本文从其最初被提出时采用的变精度测量方法着手,完整推算了变精度双频测量方法的解相公式,同时指出了目前变精度方法应用中的一些误区。另外针对利用叠栅特性测量的双频算法,本文从不同解算角度,推算出两套完整并且独立的解相方法,这种方法对投影条纹的频率没有限制,可以根据实验条件和要求灵活选择测量频率。通过最终的实验验证,证明了这两套算法简洁有效,具有较高的实用价值。 4、本实验采用可移轴投影仪,经过多次调校,总结出一套比较严格的平行光轴系统的标定方法。并且在实验中通过建立数学模型确定投影仪光心,测量出比较精确的参数l。最终实验结果证明本实验采用的平行光轴系统和标定方法可以实现较高的测量精度。 5、本实验基于matlab平台针对图像处理每个步骤进行编程,最后得到简洁、实用的程序。整个图像处理包过程括人台重构和三维数据输出只需16秒,可以满足现代工业测量的需要。 6、本课题从三维人体测量的原理研究到实验分析验证,最终得到了一套比较完整的测量理论以及实验分析系统,在一定程度上推进了三维人体测量技术的发展,并为国内服装院校开发出一套自己的人体测量系统提供重要理论和实验依据。