基于彩色编码光栅投影三维测量方法的研究

《基于彩色编码光栅投影三维测量方法的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要三维测量技术通过对物体空间轮廓进行扫描，从而实现被测物体的三维重构。基于光学原理、以计算机图像处理为主要手段的非接触式主动式的结构光三维测量是当前最流行的三维测量技术之一。由于彩色图像携带了更加丰富的信息，因此基于彩色光栅投影的三维测量方法得以广泛应用。本文以基于彩色结构光中彩色编码光栅投影的三维测量技术为研究对象，对其中的彩色编码、彩色图像分割、解码、傅罩叶变换法、相位展开等关键技术进行了研究。分别从测量的快速性以及对不同测量对象的适应性等角度来改善三维测量系统的性能，因此，提出了以下两种方法：1．针对彩色编码光栅投影的三维测量中快速性

2、改善的问题，提出了一种新的基于彩色复合编码光栅投影的三维测量方法。选取青、白、黄、绿四色遵循非严格格雷码原理进行编码，然后将G分量做正弦调制形成投影光栅投向被测物体。提取采集到的光栅变形图中的G分量，对其做傅里叶变换得到主值相位。分割彩色图像时，将RB分量做阈值迭代分割，G分量自动赋值为255，然后综合三分量信息完成分割。利用分割得到条纹颜色信息来指导相位展开。全过程仅需投影一幅彩色光栅图就能完成三维测量。2．针对测量过程中被测物体表面颜色易与投影条纹颜色发生干扰的问题，提出了一种新的基于互补色编码条纹投影的三维测量方法。先后向被测物体投影一

3、幅主彩色编码J下弦条纹图和一幅与前者包含的彩色编码条纹颜色互为补色的彩色条纹图。利用两者颜色互补的特点，判断两幅图像中对应像素点的颜色来完成主彩色编码正弦条纹图的彩色分割，解决由物体表面颜色干扰导致的条纹颜色误判问题。采用傅罩叶变换法获取『F弦条纹的主值相位并对其基于彩色编码信息进行展开。本文将上述两种方法应用于白色和彩色物体的三维测量，实验表明两种方法均能准确地实现三维信息的获取，第二种方法还能有效削弱被测物体表面颜色对测量的干扰。由于全过程只需采用一到两幅光栅，故上述方法为快速测量的实现提供了思路。关键词：三维测量技术，彩色编码，彩色图像

4、分割，傅罩叶变换法，相位展开AbstractABSTRACT3Dmeasurementtechnologyintendstomeasureandreconstructanobjectbyscanningitssurface．3Dmeasurementbasedonstructuredlighthasbecomeoneofthemostpopular3Dmeasurementtechnologiesrecently．Itismainlybasedontheopticsprincipleandcomputerimageprocessingtech

5、nique．Color-encodedfringeprojectionprofilometrymethodispredominantinthesufficientinformationwhichiScardedbythecolorimages．thus．thistechniquehasgotmoreandmoreextensiveapplications．Inthisdissertation，3Dmeasurementtechniquebasedoncolor-encodedfringeprojectionisdiscussed，mainly

6、focusontechnologiesofcolorcoding，colorimagesegmentation，decoding，FourierTransformmethod，phaseunwrappingandSOon．Toimprovethemeasurementspeedanditsadaptabilitytovariousobjects，thecontentofthisdissertationiScenteredontwo3Dmeasurementmethodsbasedoncolor-encodedfringeprojection：

7、1．Arapid3Dshapemeasurementmethodbasedoncompositecolor-encodedfringeprojectionisproposed．ThefringepatternisencodedinahybridwaywhichiswiththesinusoidalintensitydistilbutionintheGchannelandwiththecolorcodingin_formationinRandBchannels．TheprimaryphaseisevaluatedbyFouriertransfo

8、rmmethodappliedtosinusoidalfringepatternfromtheGchannelandthephaseunwrappingisperf