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光学三维传感是信息光学的主要研究方向和应用领域之一,它在机器视觉、实物仿形、工业检测、生物医学等领域,具有重要意义和广阔应用前景。随着计算机技术、光学和光电子技术的飞速发展,新的光学三维传感和计量方法也不断进步。除了常用的激光扫描法、相位测量轮廓术、傅里叶变换轮廓术等方法外,利用光的颜色信息来进行三维测量也是一种重要的方法。对结构光图像进行彩色编码,当编码图像投影到被测物体表面时,由于受到表面高度的调制,编码图像发生变形,通过对变形的编码图像进行解码,可以恢复物体表面的高度信息。本文对彩色编码结构光三维测量的方法进行了详细阐述和实验论证。本文的主要研究内容和结果如下:
1.对常用的彩色结构光三维测量的方法进行了详细阐述,分析了各种方法的优缺点和应用范围;
2.在彩色编码结构光轮廓术中,提出一种相邻码间具有最大色差的彩色组合编码方案,采用基于RGB空间距离大小的边界提取算法,这种算法充分利用了颜色差异性,能准确地确定边界的位置,具有较高的可靠性。
3.提出了一种利用黑白CCD重建三维物体面形的方法,降低了实验装置的成本。
4.对彩色组合编码三维测量技术进行了计算机模拟和实验,取得了满意的结果。
5.将时间编码技术与空间的彩色结构光编码相结合,用于测量表面剧烈变化的物体。对时间编码彩色结构光三维测量方法进行了计算机模拟和实验,证明该方法是可行的。