三维测量系统的快速测量问题研究.pdf

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1、RESEARCHOFTHEFASTMEASUREMENTMETHODSINTHREE—DIMENSIONALPROFILOMETRYSYSTEMAThesisSubmittedtoSoutheaStUniVersityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineerillgBYⅥANGXinSupeⅣisedbyPro￡DAFei—pengAutomationSchoolSoumeastUhiVers时March20lO东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致

2、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，也不包含为获得东南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究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。研究生签名：——日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：——导师签名

3、：——日期：摘要论文题目：三维测量系统的快速测量问题研究硕士研究生姓名：王新导师姓名：达飞鹏学校名称：东南大学人们将生活的世界视为一个三维空间，在三维空间中对现实中的事物进行理解和衡量。然而，在生产和生活中，对于物体的形状，一般仪器如摄像机等获取的只是物体的二维信息，丢失了物体的高度。为了使机器获得的信息更贴近人类的思想和需求，三维测量技术被广泛的研究和发展。光栅投影法是一种重要的三维测量技术，通过向物体表面投射编码光栅，将物体的高度信息以相位的形式隐含在光栅中，利用感光设备获得物体表面的光栅图像，并使用特定算法对图像进行解码，提取其中的相位，从而建立物体的三维信息。在整个测量过程

4、中，光栅图像中相位信息的求取是关键。本文从测量的准确性和实时性入手，对相位的计算进行了研究，并提出了两种新的算法。(1)时域相位展开算法和空域相位展开算法是相位计算中的两种主要分析方法，本文在对这两种方法特点分析的基础上，提出了基于标志线的相位求解方法。新方法将时域和空域相位展开算法相结合，借助于标志线信息保证测量精度；同时利用传统相位展开算法和分段计算的思想，降低相位计算的时间，提高了测量的实时性。(2)编码条纹作为物体高度信息的载体，在三维测量中发挥着重要作用。本文从图像编解码的角度入手，提出了基于错位条纹的三维测量方法。错位条纹的编解码借助于相移条纹。测量中，相移条纹用来计算

5、包裹相位，错位条纹用来将包裹相位进行展开。与以往准确度高的相位计算方法相比，本方法鲁棒性较好，并在保证测量精度的同时减少了投影光栅数量。文中对提出的算法分别进行了实验，实验结果表明，在三维测量中，本文提出的两种算法均有良好的测量结果，在高精度测量的基础上，提高了测量的实时性。关键词：三维测量，光栅投影法，相位展开，标志线，错位条纹Absl：r{IctAbstract蜀tle：ResearchoftheF签tMe邪urememMemodsiIl11鹏e—dimeIlsionalProfilomenySystemM硒tercandi(1a：ce：WangXinSupervisor：Da

6、FeipengOriganization：SoutIleaStUniverS时PeopleliveiIlatIlree-dimeIlSionalworld锄d。expl如manyobjectSbynleirtllree．dimellSioIlaliIlfo衄ation．HoweVer，吐leinfIo册ationacquiredbytIleinS．叽肺entsist、vc卜dimensionaland廿1eheightc量l乏Ⅱ锨eristicofmeobjectsislostinmanytimes．IIlordertomaketlleobtainediIlfo帅ationf如mn

7、lemachme巧fithuman’sneeds；three司imensionalme勰urementtecllllologyiswidely锄dthoroughlystudied．Gratingprojectionmemodis0neoftIlemostpopular雠lree—dimeIlsionalme雒urementmethods．Duringmeme笛uringproceSs，nle肿tillgisprojectedont0也eobject向瓯锄dt11朗t