基于光栅投影的物体表面三维重构方法研究
发布时间：2021-01-25 02:26
基于光栅投影的物体表面三维重构方法属于结构光视觉三维测量方法中的一种,是目前应用最广泛的主动式非接触三维测量技术之一。由于该技术具有测量精度高、测量速度快及非接触等优点,所以被广泛应用于工件测量、质量控制、生物医学、磨具设计、文物保护、逆向工程及机器视觉等领域,故对基于光栅投影的物体表面三维重构方法进行研究具有重要的理论和现实意义。本文以计算机视觉检测理论为基础,采用理论与实验相结合的方法,对基于光栅投影的物体表面三维重构方法进行了研究。论文对光栅投影技术的相关理论基础和研究现状做了介绍,并分析了光栅投影技术的研究热点和难点,结合空间相位展开技术和时间相位展开技术的研究现状和优缺点,指出了基于多频率投影条纹进行时间相位展开技术研究的价值。光栅投影三维测量中的关键步骤是从相位图中准确地求解出绝对相位,在众多相位展开方法中,基于多频投影条纹的时间相位展开方法具有计算速度快、可实现像素点独立相位展开、细节分辨能力较强等特点而得到广泛应用。基于对时间相位展开技术的文献调研,本文采用了一种三频外差解相位算法,该算法提高了多频外差解相对细节的分辨能力,有效地抑制了解相产生的跳跃性误差,且大大减小了...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光栅投影三维测量示意图
法nk Gray 提出了格雷编码法，其基于二值编码值与最后的编码值只差一位，并且任意相邻编鲁棒性较高。因此，人们将其应用于三维测量编码算法进行了一定的改进，提出了彩色编码而提高了测量效率。并且随着测量方法的改进展。例如深圳大学的张佰春就提出了有两个投三套测量系统提出了一种新的标定方法，即基合标定。标定过程简单易行，并且丰富了测量量。其提出了一种灵活的多传感器三维测量系它基于相位传递的方法执行每组测量系统的校，将所有的点云数据统一在一个坐标系下。充传递关系[2]。
测量精度可达 0.015mm，单面测量范围为 400 × 300mm2；RobotScan E0505 机器人智能三维检测系统扫描精度高达 0.015mm，单幅扫描时间≤1 秒；FreeScan Plus无线激光手持三维扫描仪测量精度可达0.030mm等。部分三维测量设备如图1.4所示。图 1.4 三维扫描仪设备图1.4 研究内容及章节安排1.4.1 主要研究内容本文的研究目标是实现物体表面三维轮廓重构。选用光栅投影三维测量方法。首先，选用合适的系统模型进行系统参数标定，再结合改进的相位展开算法求得相位的真实值，再根据系统标定结果求得相位与物体表面深度的对应关系，最终实现物体表面三维轮廓精确重构。本文具体研究内容可分为如下几个方面：⑴ 查阅大量的文献资料，了解光学三维轮廓重构方法、应用和研究热点及难点，了解光栅投影技术相关理论基础和国内外研究现状，系统的学习光栅投影测量方法的
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进格雷码结构光双目视觉工件3D测量[J]. 肖汝宁,周金治. 计算机测量与控制. 2019(03)
[2]基于面结构光自由曲面形面测量技术研究综述[J]. 靳硕,张铁犁,王蕾. 舰船电子工程. 2019(03)
[3]用于三维测量的快速相位解包裹算法[J]. 王霖,韩旭,伏燕军,黄春志,史耀群. 应用光学. 2019(02)
[4]基于傅里叶变换的哈特曼波前重构算法比较[J]. 孙琳,巫玲,陈念年. 激光杂志. 2019(01)
[5]基于相机阵列的新型牙科三维扫描仪[J]. 张泽霞,胡晓聪,武楚晗,常军. 光学技术. 2019(01)
[6]立体偏折术的高效标定及法线计算方法[J]. 贾君慧,张刚. 计量与测试技术. 2018(12)
[7]相位解包裹技术及应用研究进展[J]. 王永红,陈维杰,钟诗民,赵琪涵,孙方圆,闫佩正. 测控技术. 2018(12)
[8]局部噪声斑块InSAR干涉图相位解缠算法[J]. 郭媛,杜松英. 光子学报. 2018(12)
[9]双波长数字全息法测量物体三维形貌[J]. 陈波,白倬宁,赵亚迪,刘鑫. 华北理工大学学报(自然科学版). 2018(04)
[10]一种用于PCB板焊锡三维形貌测量的相位解包裹方法[J]. 徐天义,史耀群,金露,韩旭,杨鹏斌,伏燕军. 激光杂志. 2018(10)
博士论文
[1]光刻物镜系统波像差横向剪切干涉测量研究[D]. 方超.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[2]基于投影光栅的复杂面形三维测量方法研究[D]. 刘忠艳.东北农业大学 2018
[3]数字条纹投影三维测量技术研究[D]. 蔡泽伟.深圳大学 2017
[4]基于数字光栅投影的结构光三维测量技术与系统研究[D]. 李中伟.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]基于二维和三维视觉信息的钢轨表面缺陷检测[D]. 王静强.西南科技大学 2018
[2]基于结构光的三维形貌视觉测量方法研究[D]. 马晨.西安理工大学 2018
[3]结构光视觉测量中相位技术研究[D]. 王颖.江苏科技大学 2018
[4]基于光栅投影的钢板外观质量检测方法研究[D]. 刘桢杞.中北大学 2018
[5]基于光栅投影的快速、高精度三维测量方法研究[D]. 王凤丽.南昌航空大学 2018
[6]基于相位测量的瓷砖平整度检测技术研究[D]. 任志奇.西安科技大学 2018
[7]条纹投影三维测量的若干关键技术的研究[D]. 张佰春.深圳大学 2017
[8]立体测量技术的研究[D]. 关妍妍.黑龙江大学 2014
[9]结构光三维测量中相位相关技术研究[D]. 吴勇辉.南京航空航天大学 2012
[10]采用结构光方法实现动态目标的三维轮廓重构[D]. 薛信庆.大连理工大学 2010
本文编号：2998375
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光栅投影三维测量示意图
法nk Gray 提出了格雷编码法，其基于二值编码值与最后的编码值只差一位，并且任意相邻编鲁棒性较高。因此，人们将其应用于三维测量编码算法进行了一定的改进，提出了彩色编码而提高了测量效率。并且随着测量方法的改进展。例如深圳大学的张佰春就提出了有两个投三套测量系统提出了一种新的标定方法，即基合标定。标定过程简单易行，并且丰富了测量量。其提出了一种灵活的多传感器三维测量系它基于相位传递的方法执行每组测量系统的校，将所有的点云数据统一在一个坐标系下。充传递关系[2]。
测量精度可达 0.015mm，单面测量范围为 400 × 300mm2；RobotScan E0505 机器人智能三维检测系统扫描精度高达 0.015mm，单幅扫描时间≤1 秒；FreeScan Plus无线激光手持三维扫描仪测量精度可达0.030mm等。部分三维测量设备如图1.4所示。图 1.4 三维扫描仪设备图1.4 研究内容及章节安排1.4.1 主要研究内容本文的研究目标是实现物体表面三维轮廓重构。选用光栅投影三维测量方法。首先，选用合适的系统模型进行系统参数标定，再结合改进的相位展开算法求得相位的真实值，再根据系统标定结果求得相位与物体表面深度的对应关系，最终实现物体表面三维轮廓精确重构。本文具体研究内容可分为如下几个方面：⑴ 查阅大量的文献资料，了解光学三维轮廓重构方法、应用和研究热点及难点，了解光栅投影技术相关理论基础和国内外研究现状，系统的学习光栅投影测量方法的
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进格雷码结构光双目视觉工件3D测量[J]. 肖汝宁,周金治. 计算机测量与控制. 2019(03)
[2]基于面结构光自由曲面形面测量技术研究综述[J]. 靳硕,张铁犁,王蕾. 舰船电子工程. 2019(03)
[3]用于三维测量的快速相位解包裹算法[J]. 王霖,韩旭,伏燕军,黄春志,史耀群. 应用光学. 2019(02)
[4]基于傅里叶变换的哈特曼波前重构算法比较[J]. 孙琳,巫玲,陈念年. 激光杂志. 2019(01)
[5]基于相机阵列的新型牙科三维扫描仪[J]. 张泽霞,胡晓聪,武楚晗,常军. 光学技术. 2019(01)
[6]立体偏折术的高效标定及法线计算方法[J]. 贾君慧,张刚. 计量与测试技术. 2018(12)
[7]相位解包裹技术及应用研究进展[J]. 王永红,陈维杰,钟诗民,赵琪涵,孙方圆,闫佩正. 测控技术. 2018(12)
[8]局部噪声斑块InSAR干涉图相位解缠算法[J]. 郭媛,杜松英. 光子学报. 2018(12)
[9]双波长数字全息法测量物体三维形貌[J]. 陈波,白倬宁,赵亚迪,刘鑫. 华北理工大学学报(自然科学版). 2018(04)
[10]一种用于PCB板焊锡三维形貌测量的相位解包裹方法[J]. 徐天义,史耀群,金露,韩旭,杨鹏斌,伏燕军. 激光杂志. 2018(10)
博士论文
[1]光刻物镜系统波像差横向剪切干涉测量研究[D]. 方超.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[2]基于投影光栅的复杂面形三维测量方法研究[D]. 刘忠艳.东北农业大学 2018
[3]数字条纹投影三维测量技术研究[D]. 蔡泽伟.深圳大学 2017
[4]基于数字光栅投影的结构光三维测量技术与系统研究[D]. 李中伟.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]基于二维和三维视觉信息的钢轨表面缺陷检测[D]. 王静强.西南科技大学 2018
[2]基于结构光的三维形貌视觉测量方法研究[D]. 马晨.西安理工大学 2018
[3]结构光视觉测量中相位技术研究[D]. 王颖.江苏科技大学 2018
[4]基于光栅投影的钢板外观质量检测方法研究[D]. 刘桢杞.中北大学 2018
[5]基于光栅投影的快速、高精度三维测量方法研究[D]. 王凤丽.南昌航空大学 2018
[6]基于相位测量的瓷砖平整度检测技术研究[D]. 任志奇.西安科技大学 2018
[7]条纹投影三维测量的若干关键技术的研究[D]. 张佰春.深圳大学 2017
[8]立体测量技术的研究[D]. 关妍妍.黑龙江大学 2014
[9]结构光三维测量中相位相关技术研究[D]. 吴勇辉.南京航空航天大学 2012
[10]采用结构光方法实现动态目标的三维轮廓重构[D]. 薛信庆.大连理工大学 2010
本文编号：2998375
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/2998375.html
最近更新
教材专著
