雙頻多周期模擬編碼光相位展開方法研究.pdf

1、時(shí)間編碼結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量技術(shù)在視覺三維非接觸測(cè)量領(lǐng)域具有較廣闊的發(fā)展前景，可應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)和考古等行業(yè)，而多周期模擬編碼結(jié)構(gòu)光具有高分辨率，高采樣密度和測(cè)量速度較快等點(diǎn)，但多周期模擬編碼結(jié)構(gòu)光需要進(jìn)行相位展開，針對(duì)此問題，本文設(shè)計(jì)了一種基于雙頻模擬編碼結(jié)構(gòu)光的相位展開方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)多周期模擬編碼結(jié)構(gòu)光準(zhǔn)確的相位展開。
　　首先，本文闡述了所設(shè)計(jì)的基于雙頻模擬編碼光的相位展開方法的原理，并通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)得到所設(shè)計(jì)相位展開方法的理論數(shù)學(xué)模

2、型及相位展開公式;此外，針對(duì)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，本文對(duì)所設(shè)計(jì)的相位展開方法進(jìn)行了誤差分析，給出了該方法在實(shí)際應(yīng)用中的容錯(cuò)范圍;針對(duì)應(yīng)用本文所設(shè)計(jì)相位展開方法時(shí)模擬編碼結(jié)構(gòu)光周期的選取，本文進(jìn)行了理論分析，給出了所適用的模擬編碼結(jié)構(gòu)光的周期范圍。
　　其次，本文對(duì)多周期模擬編碼結(jié)構(gòu)光的兩種編解碼方法:相移法和強(qiáng)度比法的原理進(jìn)行了研究，并對(duì)兩種編解碼方法的具體應(yīng)用:余弦相移法和梯形相移強(qiáng)度比法進(jìn)行了研究;針對(duì)兩種多周期模擬編碼結(jié)構(gòu)光不，本文

3、設(shè)計(jì)模擬仿真實(shí)驗(yàn)，利用本文所設(shè)計(jì)的相位展開方法，分別對(duì)兩種多周期模擬編碼結(jié)構(gòu)光進(jìn)行相位展開仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)相位展開方法的普遍性和適用性。
　　最后，本文設(shè)計(jì)構(gòu)建了結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)，針對(duì)本文所設(shè)計(jì)的相位展開方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的實(shí)際實(shí)驗(yàn);首先，完成了對(duì)三維測(cè)量系統(tǒng)中攝像機(jī)和投影機(jī)的標(biāo)定;其次，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)平面，分別在15個(gè)不同位置，利用多周期余弦相移法進(jìn)行測(cè)量，并分別利用傳統(tǒng)的雙頻外差法和本文所設(shè)計(jì)的相位展開方法進(jìn)行相位展開

4、，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，利用雙頻外差法所獲得的測(cè)量結(jié)果在15個(gè)位置的平均均方根誤差為1.08mm，而利用本文所提的相位展開方法所獲得的測(cè)量結(jié)果在15個(gè)位置的平均均方根誤差為0.62mm，驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)相位展開方法具有更高的準(zhǔn)確性;此外，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)形狀、復(fù)雜曲面，利用本文所設(shè)計(jì)相位展開方法進(jìn)行了三維重構(gòu)實(shí)驗(yàn)，重構(gòu)結(jié)果逼真，重構(gòu)表面光滑細(xì)膩，細(xì)節(jié)清晰，驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)相位展開方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)形狀以及復(fù)雜曲面的適用性;最后，針對(duì)實(shí)際應(yīng)用，本文對(duì)陶瓷盤以及人