基于相位轮廓术的三维重建技术研究.pdf

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1、基于相位轮廓术的三维重建技术研究软件系统实现研究可杨信息工程学院控制工程刘桂华教授马军高级工程师2015420ClassifiedIndex:TP391U.D.C:004.8SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterofEngineeringDegreeThesisResearchon3-DReconstructionTechnologyBaseduponPhaseProfilometryGrade:2012Candidate:YangKeAcademi

2、cDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:ControlEngineeringSupervisor:ProfessorGuihuaLiuApr.05,2015本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名:日期：

3、娜•二4关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，•学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名:可构导师签名丨竹鋒日期：西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要近年来，基于面结构光的三维重建技术在工业测量，反向制造，虚拟现实等领域发挥着重要作用。本文以研发和优化面结构光三维光学扫描系统为背景，针对单视三维重建中的精度、速度、结果完整度问题，

4、深入研究了单幅光栅解相法，快速相位展开方法和测量结果更加完整的三维点云获取技术。本文首先对面结构光三维重建技术及本课题的研究背景进行了介绍；接着在相位解算部分重点研究了基于连续小波变换的解相算法，相比于常见的相移法，它仅需单幅光栅图片，快速可行；在相位展开部分，分别实现了基于标志线的空间相位展开方法和基于三频外差的时间相位展开方法，前者仅适用于大多数表面较平缓简单的物体表面重建，后者则是一种精度较高、广泛适用的方法；在三维点云获取部分，基于一种相位-高度模型通过标定板实现了单目重建，且创新性地应用到双目系

5、统中，实现了一种单次扫描中单双目重建的结合；在误差控制方面，分析了相位误差的来源及投影仪非线性校正原理，实现了一种较为简单的伽马校正方法来抑制相位误差；最后用一些具体应用案例，证明了论文工作的良好应用价值。关键词：小波变换轮廓术相位展开单双目重建相位误差西南科技大学硕士研究生学位论文第II页AbstractInrecentyears,the3-Dreconstructiontechniquebasedonthesurface-structuredlightisplayinganimportantrolei

6、nfieldslikeindustrialmeasurement,reversemanufacturing,virtualreality,andsoon.Onthebackgroundofthedevelopmentandpromotionofsurfacestructuredlight3-Dopticalscanningsystem,thispaperdeeplystudiesphaseobtainingmethodusingasinglefringepattern,fastphase-unwrappi

7、ngmethod,and3-Dpointcloudobtainingtechnologywithmorecompletedmeasurementresult,focusingonthescanningspeed,precisionandresult‟sintegrityinasingleview3-Dreconstructionmeasurement.Thepaperintroducedthe3-Dreconstructiontechniquebasedonthesurface-structuredlig

8、htaswellasthesubject‟sbackgroundfirstly;theninthephaseobtaining,thephaseobtainingalgorithmbasedoncontinuouswavelettransformisresearchedmainly.Comparedtothecommonphase-shiftmethod,it‟sfastandworkablebecauseonlyonefri