運動物體三維面形快速檢測技術(shù)研究.pdf

1、光學(xué)三維測量技術(shù)以其高精度、高效率、非接觸和全場方式等優(yōu)點，在工業(yè)及民用領(lǐng)域的許多方面等得到了廣泛使用，但是其現(xiàn)有技術(shù)主要針對靜態(tài)物體的測量。近來，運動或動態(tài)物體三維面形檢測技術(shù)是國內(nèi)外研究的一大方向和熱點。運動或動態(tài)物體三維面形檢測要求快速采集圖像并能對其實時處理，從單幅圖像獲取物體面形是實現(xiàn)測量的關(guān)鍵所在，也是本文的研究重點。本項工作圍繞運動物體三維面形快速檢測的目的，提出了一些新的適合運動物體三維測量的單幅條紋圖像處理方法，并將其

2、用于實際測量。論文主要內(nèi)容如下： 1.三維物體光學(xué)快速檢測技術(shù)綜述本文主要從軟件和硬件二個方面闡述了運動三維物體面形快速檢測技術(shù)，通過對各種測量方法的分析，指出了它們的優(yōu)點和局限性，為本文的研究工作提供了基本的技術(shù)參考和研究策略。 2.自適應(yīng)空間載波相移法研究提出了一種自適應(yīng)空間載波相移算法。該算法利用一線性遞推公式描述了條紋圖像中一像素點的強度值可由前三個連續(xù)像素點強度值表示，通過計算像素點的位相增量的無偏估計值來獲取

3、該點的位相增量值，再由連續(xù)像素點位相增量的累加得到相移量，進而用傳統(tǒng)最小二乘相移算法計算位相分布。該算法可獲取每一像素的相移量，從而能夠測量變化較劇烈的位相分布；同時，該算法勿須知道每條紋中包含的像素數(shù)，通用性好，有利于實現(xiàn)自動測量；另外，計算過程不需要迭代，計算量較小和能較好的抑制噪聲。該算法從單幀圖像恢復(fù)物體面形，適合運動物體三維面形的測量。 3.均布式合成條紋圖像法研究傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)光技術(shù)測量三維物體面形需要獲取多幅條紋圖像，

4、對調(diào)制度或反射率不敏感，但是在測量運動物體時，此優(yōu)點在條紋投射或采集過程中被物體的運動所破壞。合成條紋圖像法有效的解決了物體運動帶來的不利因素，該方法把投射的多幅條紋圖像合并成單幅條紋圖像，能夠進行實時測量。本文提出的均布式合成條紋圖像法解決了傳統(tǒng)合成條紋圖像法中易于引起混頻的現(xiàn)象，能獲得更好的三維物體面形。該技術(shù)能實現(xiàn)運動物體視頻。 4.運動物體三維測量應(yīng)用軟件的實現(xiàn)為驗證自適應(yīng)空間載波算法和均布式合成條紋圖像算法二種算法的有