三编码周期三角形灰度分布结构光三维测量系统研究

来源 :哈尔滨理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:angelfang555
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众多结构光三维测量技术中,编码结构光以其方法灵活、精度高、速度快、抗干扰性强以及实时性好等特点,成为结构光三维测量技术研究的热点和方向,已成功应用到机器人导航、人脸识别、逆向工程以及医疗诊断等诸多领域。由于受被测物体形状的遮挡及观察角度的限制,传统编码结构光系统不能通过单次扫描得到被测物体完整的三维信息。针对该问题,本文在传统编码结构光三维测量系统的基础上增加了一个摄像机,从而提高了测量系统的可视范围,可通过单次测量,获取目标物体完整的表面信息。针对本文的双摄像机编码结构光三维测量系统,研究了一种编码结构光三维测量系统的自标定方法。通过将极线约束条件应用于编码结构光三维测量系统参数的自标定,建立了自标定数学模型。该标定方法与目前其他标定方法相比,无需移动目标平面在多个位置进行测量,就可以同时确定出摄像机以及投影机的所有参数。编码结构光可以分为空间编码以及时间编码。目前,时间编码因其测量精度高,方式更为灵活成为研究的热点。相移法是时间编码中一种重要的方法,可以实现对测量空间的连续采样。但相移法在解码时存在大量的反正切运算,并且存在相位解包裹的问题。针对相移法的不足,本文将中国余数定理引入到结构光编解码方法中,采用了三编码周期,并且使每幅编码图案按照灰度对称线性规律进行变化,进一步提高了系统的测量速度与精度,有效地弥补了相移法中的不足。实验结果表明,本文的三编码周期三角形分布结构光三维测量系统可以有效地提高测量系统的可视范围与测量精度。
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