運(yùn)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(diǎn)，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(yùn)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(diǎn)。運(yùn)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(shí)時(shí)處理，從單幅圖像獲取物體面形是實(shí)現(xiàn)測量的關(guān)鍵所在，也是本文的研究重點(diǎn)。本項(xiàng)工作圍繞運(yùn)動物體三維面形快速檢測的目的，提出了一些新的適合運(yùn)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(shí)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(gè)方面闡述了運(yùn)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(diǎn)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(diǎn)的強(qiáng)度值可由前三個(gè)連續(xù)像素點(diǎn)強(qiáng)度值表示，通過計(jì)算像素點(diǎn)的位相增量的無偏估計(jì)值來獲取

3、該點(diǎn)的位相增量值，再由連續(xù)像素點(diǎn)位相增量的累加得到相移量，進(jìn)而用傳統(tǒng)最小二乘相移算法計(jì)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(shí)，該算法勿須知道每條紋中包含的像素?cái)?shù)，通用性好，有利于實(shí)現(xiàn)自動測量；另外，計(jì)算過程不需要迭代，計(jì)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(yùn)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(yùn)動物體時(shí)，此優(yōu)點(diǎn)在條紋投射或采集過程中被物體的運(yùn)動所破壞。合成條紋圖像法有效的解決了物體運(yùn)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(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)運(yùn)動物體視頻。 4.運(yùn)動物體三維測量應(yīng)用軟件的實(shí)現(xiàn)為驗(yàn)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