基于区域二值编码方法的动态三维形貌测量

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1、第４０卷第１０期中国激光Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．１０２０１３年１０月犆犎犐犖犈犛犈犑犗犝犚犖犃犔犗犉犔犃犛犈犚犛犗犮狋狅犫犲狉，２０１３基于区域二值编码方法的动态三维形貌测量黄华权吴庆阳贺威（深圳大学电子科学与技术学院，深圳市微纳光子信息技术重点实验室，广东深圳５１８０６０）摘要提出一种应用于结构光投影三维面形测量的基于区域的二值编码方法。该方法根据被测物体表面的最大起伏来确定区域编码范围和二值编码图案，然后利用基准区域级次直接获得变形条纹的连续相位分布，在保证可靠性和精度的前提下有效地减少了编码图案数量，提高了测量速度；同时，设计了用于动态三维形貌测量系统的硬件模块。该模块实现

2、了２４０ｆｒａｍｅ／ｓ的条纹投影与同步采集，满足了动态三维形貌采集的要求。实验测量采用６幅图案实现了４０ｆｒａｍｅ／ｓ的三维形貌采集，实现了动态三维形貌测量，相关实验结果证明了该技术的可行性。关键词测量；动态三维形貌测量；二值编码；动态测量硬件模块中图分类号ＴＰ３９１．７文献标识码Ａ犱狅犻：１０．３７８８／犆犑犔２０１３４０．１００８００４犇狔狀犪犿犻犮犜犺狉犲犲犇犻犿犲狀狊犻狅狀犪犾犛犺犪狆犲犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋犅犪狊犲犱狅狀犚犲犵犻狅狀犪犾犅犻狀犪狉狔犈狀犮狅犱犻狀犵犕犲狋犺狅犱犎狌犪狀犵犎狌犪狇狌犪狀犠狌犙犻狀犵狔犪狀犵犎犲犠犲犻（犛犺犲狀狕犺犲狀犓犲狔犔犪犫狅狉犪

3、狋狅狉狔狅犳犕犻犮狉狅犖犪狀狅犘犺狅狋狅狀犻犮犐狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犆狅犾犾犲犵犲狅犳犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犛犺犲狀狕犺犲狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犛犺犲狀狕犺犲狀，犌狌犪狀犵犱狅狀犵５１８０６０，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋犃狉犲犵犻狅狀犪犾犫犻狀犪狉狔犲狀犮狅犱犻狀犵犿犲狋犺狅犱狋犺犪狋犪狆狆犾犻犲犱犻狀狋犺犲狊狋狉狌犮狋狌狉犲犱犾犻犵犺狋狆狉狅犼犲犮狋犻狅狀狋犺狉犲犲犱犻犿犲狀狊犻狅狀犪犾（３犇）狊犺犪狆犲犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋犻狊狆狉狅狆狅狊犲犱．犜犺犻狊犿犲狋犺狅犱犱犲狋犲狉犿犻狀犲狊狋犺犲狉犲犵犻狅狀

4、犲狀犮狅犱犻狀犵狉犪狀犵犲犪狀犱犫犻狀犪狉狔犲狀犮狅犱犻狀犵狆犪狋狋犲狉狊犪犮犮狅狉犱犻狀犵狋狅狋犺犲犿犪狓犻犿狌犿犱犲狆狋犺狅犳狋犺犲狊狌狉犳犪犮犲狅犳犿犲犪狊狌狉犲犱狅犫犼犲犮狋．犜犺犲狀狋犺犲犮狅狀狋犻狀狌狅狌狊狆犺犪狊犲犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狅犳狋犺犲犱犲犳狅狉犿犲犱犳狉犻狀犵犲犮犪狀犫犲犪犮狇狌犻狉犲犱犱犻狉犲犮狋犾狔犫狔狌狊犻狀犵狋犺犲犫犪狊犻犮狉犲犵犻狅狀犪犾狅狉犱犲狉．犗狀狋犺犲狆狉犲犿犻狊犲狅犳犵狌犪狉犪狀狋犲犲犻狀犵狋犺犲狉犲犾犻犪犫犻犾犻狋狔犪狀犱犪犮犮狌狉犪犮狔，狋犺犻狊狋犲犮犺狀犻狇狌犲犮犪狀犲犳犳犲犮狋犻狏犲犾狔狉犲犱狌犮犲狋犺犲狀狌犿犫犲狉狅犳

5、犲狀犮狅犱犲犱狆犪狋狋犲狉狀狊犪狀犱犻犿狆狉狅狏犲狋犺犲犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋狊狆犲犲犱．犕犲犪狀狑犺犻犾犲，犺犪狉犱狑犪狉犲犿狅犱狌犾犲狌狊犲犱犻狀狋犺犲犱狔狀犪犿犻犮狋犺狉犲犲犱犻犿犲狀狊犻狅狀犪犾狊犺犪狆犲犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋狊狔狊狋犲犿犻狊犱犲狊犻犵狀犲犱，狑犺犻犮犺犮犪狀犪犮犺犻犲狏犲犺犻犵犺狊狆犲犲犱犳狉犻狀犵犲狆狉狅犼犲犮狋犻狅狀犪狀犱狊狔狀犮犺狉狅狀犻狕犲犱犻犿犪犵犲犮犪狆狋狌狉犲犪狋２４０犳狉犪犿犲／狊犪狀犱犿犲犲狋狋犺犲狉犲狇狌犻狉犲犿犲狀狋狊狅犳犱狔狀犪犿犻犮３犇狊犺犪狆犲犪犮狇狌犻狊犻狋犻狅狀．犈狓狆犲狉犻犿犲狀狋犪犾犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋狌狊犲

6、狊狊犻狓狆犪狋狋犲狉狀狊狋狅犪犮犮狅犿狆犾犻狊犺狋犺犲３犇狊犺犪狆犲犪犮狇狌犻狊犻狋犻狅狀犪狋犪狊狆犲犲犱狅犳４０犳狉犪犿犲／狊，狑犺犻犮犺狉犲犪犾犻狕犲狊狋犺犲犱狔狀犪犿犻犮３犇狊犺犪狆犲犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋．犜犺犲犲狓狆犲狉犻犿犲狀狋犪犾狉犲狊狌犾狋狊犪狉犲狆狉犲狊犲狀狋犲犱狋狅犱犲犿狅狀狊狋狉犪狋犲狋犺犲犳犲犪狊犻犫犻犾犻狋狔狅犳狋犺犻狊狋犲犮犺狀犻狇狌犲．犓犲狔狑狅狉犱狊犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋；犱狔狀犪犿犻犮狋犺狉犲犲犱犻犿犲狀狊犻狅狀犪犾狊犺犪狆犲犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋；犫犻狀犪狉狔犮狅犱犲；犱狔狀犪犿犻犮犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋犺犪狉犱狑犪狉犲犿狅犱狌犾犲犗犆犐

7、犛犮狅犱犲狊１２０．６６５０；１２０．５０５０；１５０．６９１０；１１０．６８８０１引言得了广泛的应用。近年来，基于数字条纹投影的动［７－１０］基于数字条纹投影技术的三维（３Ｄ）形貌测量态三维形貌测量技术引起了人们的广泛关注。［１１］［１－６］其中典型方法是傅里叶变换轮廓术。该技术只方法由于其非接触、测量范围大、高精度、易于实现自动化等优点，已经得到大量深入的研究并获需投影一帧正弦光栅便可实现三维形貌测量，但该收稿日期：２０１３０４１０；收到修改稿日期：２０１３０５２１基金项目：国家自然科学基金