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彩色梯形相移强度比三维测量方法

于双  
【摘要】: 结构光三维测量技术在三维非接触测量等领域应用前景广阔,彩色梯形相移强度比投影法是结构光三维测量技术,具有非接触、高分辨率、无破坏性、数据获取快等优点,可以实现快速三维坐标测量。本文针对被测物处于静态或准静态的场合,设计了基于彩色梯形相移投影法的轮廓测量系统。 本文深入研究了彩色梯形相移的编解码方法等方面的内容。研究成果在工业设计、生产控制、医疗检测和考古等领域具有广阔的应用前景。论文的主要研究内容如下: 依据本文方法,建立三维测量系统数学模型;设计DLP投影仪、3CCD摄像机和笔记本电脑组建的三维轮廓测量系统。 将灰度梯形相移法与RGB彩色空间模型相结合,提出了彩色梯形相移技术,彩色梯形相移法只需投射一幅彩色梯形条纹图就能进行强度比测量,较灰度梯形相移法而言,大大缩短了测量时间。 研究基于彩色梯形相移法的强度比调制和解调算法;为了提高抗干扰能力;提出了彩色格雷码与彩色梯形相移相结合的测量方法,深入研究了基于彩色格雷码的时域展开技术,实现展开强度比提取。 针对典型表面和复杂表面进行三维测量仿真实验和实际实验,实验结果表明:在700~950mm深度范围内,最大测量误差为2.1484mm,重构的复杂表面具有良好的视觉效果。 深入分析了实际测量过程中遇到的颜色耦合和不平衡问题,并给出了解决方案,提高了测量系统在实际测量过程中的测量准确度。 本文研究为编码结构光三维测量提供了高准确度和高采样密度的编解码方法及其理论和实验依据,对促进结构光三维测量技术发展及其工程应用具有重要意义。


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