基于相移法激光三维重构的研究

发布时间：2020-12-11 23:10

　　随着科学技术的发展,三维轮廓测量技术的需求也在日益增加。近年来,相移法三维轮廓成像技术作为目前使用最广泛的一种结构光三维轮廓测量技术,在众多领域,如医学、质量控制、机械工程、机器人引导和工业检测等具有非常大的应用前景。对于三维轮廓测量技术而言,测量精度是其非常重要的一个指标,而光源的调制方式是影响其的一个重要因素。本文的研究方向是,搭建基于声光调制和MEMS振镜扫描的相移法激光三维成像系统,在此基础上,研究正弦调制激光的不同方式对于探测精度的影响。1.从三种不同的条纹投影方式出发,综述了国内外在相移法成像技术方面的研究进展,阐述了各自的优劣;并总结了采用声光调制和MEMS振镜扫描搭建相移法成像系统的优势。2.介绍了相移法成像的相关原理,包括相移法、扫描投影原理及解算模型,相位展开算法,系统标定的原理;对相移法三维成像的精度进行了分析,确定了衡量探测精度的误差计算方法;确定了本论文的理论仿真和实验的研究方案。3.根据成像原理设计了仿真实验并成功还原了平面和球面,证实相移法成像的可行性;在此基础上研究了CCD图像存储格式和存储深度、噪声、正弦调制的调制深度、调制频率和非正弦化误差对探测精度... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

相位补偿前（左）和相位补偿后（右）[13][14]

相移系统成像结果（左）和Kinect相机成像结果（右）[14]-2-

[15]等人基于声光调制研制了一种结构光投影仪（如图1-3），相比其他投影方式，这种系统具有更高的投影精度和投影速度，其投影频率可达到100KHz 20MHz。下图为通过该系统对飞机模型的三维重建实验结果。图1-3基于声光调制的结构光投影仪（左）和飞机模型的三维重建结果（右）[15]2012年，日本Saitama Medical大学的Toshitaka[16]等人利用MEMS扫描技术搭建了相移三维成像系统；2014年，在此系统的基础上，加入三色条纹投影技术和应用格雷码编码方法[17]，进一步提高了探测速度。该系统的探测频率达到了60fps，探测精度为0.5mm。1.2.2国内研究现状国内的相关研究工作发展得较晚，但目前已有许多研究人员在这方面取得了不错的成果。同样地，国内研究人员的工作按条纹投影的方式划分，也主要划分为这三类


本文编号：2911389