基于立體相位展開的結(jié)構(gòu)光實時三維測量及重構(gòu)技術(shù)研究.pdf

1、近年來，基于相位測量輪廓術(shù)的結(jié)構(gòu)光三維測量方法憑借其高精度、高效率和低成本的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品質(zhì)量檢測、虛擬現(xiàn)實和機(jī)器視覺等領(lǐng)域。隨著社會需求的不斷發(fā)展，獲取動態(tài)場景的三維信息變得越來越重要，而目前大多數(shù)的測量方法還只能實現(xiàn)對靜態(tài)物體的測量。相位測量輪廓術(shù)至少需要3幀條紋圖像恢復(fù)出待測場景的相位信息，但是這樣的相位大多被反正切函數(shù)截斷在[-π，π）之間。想要得到無歧義的相位通常需要額外的條紋圖像來輔助展開包裹相位，這無疑進(jìn)一步加重了

2、運(yùn)動對測量的敏感程度，不利于實現(xiàn)對動態(tài)場景的測量。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對系統(tǒng)的非線性響應(yīng)導(dǎo)致的周期性誤差，建立了系統(tǒng)的灰度響應(yīng)函數(shù)，并采用查找表的方式進(jìn)行校正;然后在此基礎(chǔ)上，借助三步相移算法提取待測場景的相位信息，以及基于張正友標(biāo)定法對雙目----投影儀系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)定，獲取系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)。⑵為了在不增加條紋圖像幅數(shù)的情況下獲取絕對相位，本文提出了立體相位展開算法:引入一個額外的相機(jī)，通過遍歷所有的條紋周期，分別將左相機(jī)上

3、的像素點映射到三維空間后，再反投影到右相機(jī)上，最后利用圖像匹配來判斷該周期是否為像素點對應(yīng)的包裹相位級次，從而實現(xiàn)相位展開;考慮到算法的實時性和準(zhǔn)確性，在實現(xiàn)圖像匹配的過程中，分別使用了極線約束、軸向測量范圍約束和光強(qiáng)平方差約束逐步排除錯點，最后利用像素點的鄰域窗口相關(guān)計算來確定最終的匹配點;為了提高相關(guān)計算中每個像素點的標(biāo)識度，選擇在相移圖案中嵌入散斑信息。區(qū)別于傳統(tǒng)的在整幅圖像上隨機(jī)嵌入散斑的方法，本文選擇在相移圖案的灰度冗余區(qū)域嵌