导　　师： 杜建铭

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 基于结构光的三维测量技术由于具有测量速度快、精度高等特点,使其在现代工业生产制造中具有广大的应用前景。本课题主要对贝多芬的石膏头像进行测量研究,以计算机、机械、图像处理、光学等技术为基础,对结构光三维测量过程中的热点和重难点问题进行了深入的研究和探索。相位解码方法的研究和分析对比。首先对传统的相位提取方法进行了介绍。在包裹相位的解相过程中,对四步相移法所获得的包裹相位采用传统的方法进行展开会产生“拉线”效应。而采用格雷码编码加相移法和多频外差法则避免了相关问题,通过对这两种方法进行实验对比分析,选择了多频外差法作为本课题的相位解码算法。相位解码方法的误差分析和算法优化。由于实验设备和环境的影响以及算法的不完美,使我们在实验中无法得到理想相位图,会存在相位“跳跃”现象。通过对相位误差的深入分析,对光栅条纹的设计频率作了相应的调整,为了消除投影仪伽马非线性的影响采用最小相位变化法对包裹相位进行了补偿。系统的标定。为了对被测物体进行三维点云重构,需要对系统进行标定。在摄相机的标定方面,根据张正友相机标定原理结合OpenCV获取了相机的内参矩阵。而在投影仪标定中,主要围绕如何让投影仪“捕捉”图像这个难点问题进行深入研究,并在张松的标定方法上进行了相关的改进,提出了采用四步相移法直接求取棋盘角点处的真实相位值,并将其转换成对应物理坐标,即为我们所求的投影仪所“捕捉”的图像。并根据最终求得的相关内参矩阵完成了对测量系统的标定。三维点云重构。根据在实验中所获得的海量三维点云数据,再经过点云预处理、拓扑关系建立以及三角剖分和曲面拟合等的一系列处理过程,最后还原出了被测物体的三维点云轮廓。

关 键 词： 多频外差 相位解码 系统标定 三维重构

领　　域： []