基于光柵條紋投影的三維測量系統(tǒng)標定方法的研究.pdf

1、近年來，利用光柵條紋投影來獲取物體表面形貌特征的方法，已成為光學測量中的熱門研究領域。基于光柵條紋投影的高速三維實時測量技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)領域、醫(yī)學領域、科研領域得到廣泛的應用。而系統(tǒng)標定作為三維測量系統(tǒng)的基礎，是三維測量系統(tǒng)在測量之前不可或缺的一部分，系統(tǒng)標定的準確性和精度將直接影響到三維測量系統(tǒng)的準確性和精度。并且，系統(tǒng)標定的復雜度和可執(zhí)行度，也將直接影響到測量系統(tǒng)試用范圍和執(zhí)行條件。本文主要研究基于光柵條紋投影的高速三維實時測量系統(tǒng)標

2、定方法，目的是尋求簡便、高精度、高速度的系統(tǒng)標定方法。此外，為提高三維測量系統(tǒng)的速度，對絕對相位提取方法和查找表算法做了相關的研究。主要的研究內(nèi)容如下:
　　詳細分析相移法原理和時間、空間相位展開算法，并基于三步相移法和時間相位展開算法分析了本課題組提出的雙頻相移法，該方法能有效提高獲取絕對相位的速度;分析攝像機數(shù)學模型中圖像物理坐標系、圖像像素坐標系、世界坐標系和攝像機坐標系之間的相互關系，并基于小孔成像原理，建立攝像機線性模型

3、，同時在此基礎上引入攝像機鏡頭光學畸變，建立更加完善的攝像機非線性成像模型;對介于傳統(tǒng)標定方法和自標定方法之間的張正友平面標定方法進行改進，使用雙目標定模板，使用MATLAB標定工具箱求解攝像機內(nèi)參、外參和畸變參數(shù);詳細分析考慮投影儀標定和不考慮投影儀標定的兩種系統(tǒng)標定方法，并提出了一種考慮鏡頭畸變用于高速三維測量的系統(tǒng)標定方法，設計新型標定流程，僅通過對攝像機標定就可簡單快速完成系統(tǒng)標定;建立了相位計算查找表和三維坐標恢復查找表，減少