基于光柵投影的三維形貌測量技術研究.pdf

1、基于光柵投影的三維形貌測量技術是一種非接觸式的物體三維形貌測量方法。相比于接觸式的三維測量方法，非接觸式的三維測量具有全場性、快速性、無破壞性及精度高等優(yōu)點。廣泛應用于醫(yī)療、文物保護、反向工程、質量控制、機器視覺等領域。
　　光柵投影三維形貌測量的基本原理是:用計算機編制正弦光柵條紋，用投影儀投射到物體表面，如果物體具有高低變化的表面時，將對投射的正弦條紋產生相位調制，表現為具有一定程度變形的光柵條紋。利用相移法、傅里葉變換法或其

2、他方法解調出包裹相位，并進行相位展開。最后根據系統模型中的相位高度轉換關系式得到物體表面采樣點的三維坐標。
　　本文主要研究了基于光柵投影的三維形貌測量的理論、方法及關鍵技術，并將其應用到實際物體的測量，具體研究內容包括以下幾方面:
　　(1)對光柵投影三維測量技術的關鍵環(huán)節(jié)進行了總結，指出影響該測量系統的關鍵因素，即測量原理和光柵圖像處理。經過分析指出:在測量原理方面，對投影儀和攝像機系統空間結構的數學模型建立是影響最終測

3、量精度的主要因素;在圖像處理方面，解相位和相位展開算法是決定能否求得準確的相位以及影響測量精度和速度的重要因素。
　　(2)實現了對攝像機和投影儀系統較高精度的標定。對相機的標定技術比較成熟，使用Bouguet的攝像機標定工具箱可以實現對相機的標定。經過深入研究，指出投影儀可以看作是逆向的攝像機，采用基于平面的標定方法可以實現對投影儀的較高精度標定。
　　(3)分析了當前對相位展開技術的研究進展。傳統的相位展開方法可以實現對