彩色梯度相移与格雷码相结合的三维测量方法

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1、第１８卷第１１期光学精密工程Ｖｏｌ．１８Ｎｏ．１１２０１０年１１月ＯｐｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＮｏｖ．２０１０文章编号１００４９２４Ｘ（２０１０）１１２４９７０８彩色梯度相移与格雷码相结合的三维测量方法单鹂娜，于晓洋，于双，吴海滨，陈德运（哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室，黑龙江哈尔滨１５００８０）摘要：为了实现高分辨率快速非接触式三维测量，将彩色梯度相移法与格雷码相结合，提出了三维测量算法。将一幅彩色梯形三步相移图案和两幅彩色格雷码图案相结合，对测量空间进行编解码；通过两幅彩色格雷码图案

2、将测量空间可靠地分成６４个子空间，通过一幅重复彩色梯形三步相移图案将每个子空间分成６个区域，每个区域再通过强度比细分到像素级。给出了编码图案和解码公式，组建了彩色结构光三维测量系统，并分别采用彩色梯形相移法和本文提出的方法对深度为７００～９５０ｎｍ的平面进行了仿真和实际测量。理论分析、仿真与实际测量结果表明，得到的测量平均误差＜０．９ｍｍ，测量标准差＜１．２ｍｍ。最后，采用本文方法对石膏和人体进行了测量实验，结果显示该方法具有抗干扰能力强、运算速度快的优点。关键词：彩色梯形相移；格雷码；强度比；三维测量中图分类号：ＴＰ３９１；ＴＢ９２文献标识

3、码：Ａ犱狅犻：１０．３７８８／ＯＰＥ．２０１０１８１１．２４９７犜犺狉犲犲犱犻犿犲狀狊犻狅狀犪犾犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋犿犲狋犺狅犱犮狅犿犫犻狀犻狀犵犮狅犾狅狉狋狉犪狆犲狕狅犻犱犪犾狆犺犪狊犲狊犺犻犳狋犻狀犵狑犻狋犺犮狅犾狅狉犵狉犪狔犮狅犱犲ＳＨＡＮＬｉｎａ，ＹＵＸｉａｏｙａｎｇ，ＹＵＳｈｕａｎｇ，ＷＵＨａｉｂｉｎ，ＣＨＥＮＤｅｙｕｎ（犎犻犵犺犲狉犈犱狌犮犪狋犻狅狀犪犾犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔犳狅狉犕犲犪狊狌狉犻狀犵牔犆狅狀狋狉狅犾犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔犪狀犱犐狀狊狋狉狌犿犲狀狋犪狋犻狅狀狅犳犎犲犻犾狅狀犵犼犻犪狀犵犘狉狅狏犻狀犮犲，

4、犎犪狉犫犻狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犎犪狉犫犻狀１５００８０，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＢｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｃｏｌｏｒｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌｐｈａｓｅｓｈｉｆｔｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅＧｒａｙｃｏｄｅ，ａｃｏｌｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｌｉｇｈｔｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｏａｃｈｉｅｖｅａｆａｓｔｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｎｏｎｃｏｎｔａｃｔ３Ｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｉｎｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｍｅａｓｕ

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8、订日期：２０１００５２８．基金项目：国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ．６０５７２０３０）；哈尔滨市重点科技攻关项目（Ｎｏ．２００５ＡＡ１ＣＧ１５２）；哈尔滨理工大