基于相位測量輪廓術(shù)的快速獲取物體三維形貌和紋理信息研究.pdf

1、近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，三維測量技術(shù)也日漸成熟，已經(jīng)在工業(yè)測量、城鄉(xiāng)規(guī)劃、文物數(shù)字化保護(hù)、自然災(zāi)害調(diào)查等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用?；诠鈱W(xué)投影的三維測量技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸、高速度測量，而且具有較高的恢復(fù)精度，是目前人們研究的熱點(diǎn)之一。
　　目前基于結(jié)構(gòu)光投影的三維測量算法已經(jīng)有許多種，而相位測量輪廓術(shù)作為一種能夠?qū)崿F(xiàn)測量的非接觸性、快速性、高精度且對實(shí)驗(yàn)過程要求相對簡單的測量方法，越來越受到研究人員的關(guān)注和研

2、究。但是，大多數(shù)研究人員利用相位測量輪廓術(shù)只對被測物體的三維形貌進(jìn)行獲取，往往忽略了物體本身所具有的紋理信息，此時(shí)，三維物體面型信息是不全面的。因此，本文針對相位測量輪廓術(shù)如何快速獲取物體三維形貌和紋理信息恢復(fù)展開了研究。
　　本文提出了基于相位測量輪廓術(shù)的一種快速獲取物體三維形貌和紋理信息的新算法。首先，運(yùn)用計(jì)算機(jī)相關(guān)開發(fā)軟件編碼生成兩幅具有一定相移的彩色正弦光柵圖；其次，將編碼生成的彩色復(fù)合光柵投影到被測三維物體表面；最后，用

3、彩色CCD相機(jī)等設(shè)備拍攝受到物體高度調(diào)制后的變形復(fù)合光柵圖。通過對彩色相機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行 R(red)、G(green)、B(blue)三基色提取，能夠解碼得到含有物體高度信息和紋理信息的圖像。將解碼得到的含有物體高度信息的兩幅變形圖像和一幅背景光圖分為一組，利用此外，本文還對相位測量輪廓術(shù)的傳統(tǒng)測量算法、紋理映射技術(shù)和彩色條紋編碼方法做了詳細(xì)的介紹說明。同時(shí)，為了簡化實(shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)處理的難度，本文在VB(Visual Basic)與M

4、ATLAB等開發(fā)環(huán)境下，用VB語言對實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)備系統(tǒng)所用到的軟件進(jìn)行了二次開發(fā)，開發(fā)出了一套能夠結(jié)合硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三維信息測量與紋理信息恢復(fù)的綜合軟件系統(tǒng)，用MATLAB語言開發(fā)了一整套的條紋生成、條紋編碼與解編碼、三維重構(gòu)和紋理映射的數(shù)據(jù)處理分析程序。軟件的開發(fā)不但在實(shí)驗(yàn)上縮短了圖像捕捉時(shí)間，而且大大減少了數(shù)據(jù)處理與分析的復(fù)雜度。計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證均表明了該方法的有效性和可行性，能夠快速、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)物體三維形貌重構(gòu)與紋理信息恢復(fù)，具有