相移条纹投影动态三维测量中相位误差补偿方法研究
发布时间：2021-12-16 13:40
随着工业的发展和科学技术的进步,三维测量技术在工业生产、质量检测、整形外科、人工智能等领域中发挥着越来越重要的作用。光学动态三维测量技术成为三维测量领域的一个研究热点。基于相移条纹投影的光学三维形貌测量技术可以快速获得高精度的三维数据,是一种非常重要的光学三维测量技术。影响相移条纹投影动态三维测量精度的主要因素是运动造成的相移误差以及局部条纹缺失。本论文在这两个方面做了研究,探索了解决方案。论文结构如下:（1）介绍了条纹投影测量系统的基本原理:相位提取方法、相位展开、三维坐标恢复。分析了测量动态物体时存在的主要问题。（2）分析了条纹投影动态三维测量真实相移量提取方法的优缺点。提出了采用加窗傅里叶变换辅助相移法结合图像分割和Gerchberg迭代算法提高条纹突变处的相移量提取精度,从而提高相位估计精度。（3）分析了因运动导致的条纹在时间和空间上局部缺失情况。提出先采用迭代法进行条纹修补,然后采用加窗傅里叶变换辅助相移法提取相移量,最后采用相移法估计相位。（4）搭建了相移条纹投影动态三维形貌测量系统进行对比实验,验证提出方法的准确性。论文的创新点主要有:（1）提出了加窗傅里叶变换辅助相移法...
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
手条纹图
4条纹局部缺失修补研究25图4.4第一帧手掌处分离部分条纹缺失修补第三步：分离出缺失部分频率近似条纹后，只需用GIA迭代出条纹即可。迭代出的条纹图再与整合到整个场景中，图4.1(a)迭代出手掌处阴影部分条纹图如图4.5所示。图4.5迭代出手掌部分缺失的条纹图条纹缺失修补第四步：条纹缺失部分迭代完成后用加窗傅里叶分析法求相位，以获得整个场景的相位分布。计算相位时图4.5中手掌处迭代出的条纹并不都是全部需要的，依据缺失部分模板(图4.3(b))取需要的数据即可。4.3条纹缺失修补模拟实验模拟实验评估了条纹缺失修补方法的相位估计精度。模拟的物体如图4.6所示，所用条纹图的尺寸为600×800像素，相移量是2π/3，条纹周期为25像素。模拟物体的大小为400×400像素，假设物体以每帧十个像素的速度水平向原点运动，图4.7(a)中没有条纹的窗口被模拟为阴影部分，这部分图像没有条纹，相当于窗口边缘的条纹频率发生了突变，这部分区域的条纹是需要分割迭代的。因整体条纹比较复杂，想要迭代出图4.7(a)中阴影部分的条纹需要与阴影部分周围频率相似的条纹，否则难以迭
4条纹局部缺失修补研究25图4.4第一帧手掌处分离部分条纹缺失修补第三步：分离出缺失部分频率近似条纹后，只需用GIA迭代出条纹即可。迭代出的条纹图再与整合到整个场景中，图4.1(a)迭代出手掌处阴影部分条纹图如图4.5所示。图4.5迭代出手掌部分缺失的条纹图条纹缺失修补第四步：条纹缺失部分迭代完成后用加窗傅里叶分析法求相位，以获得整个场景的相位分布。计算相位时图4.5中手掌处迭代出的条纹并不都是全部需要的，依据缺失部分模板(图4.3(b))取需要的数据即可。4.3条纹缺失修补模拟实验模拟实验评估了条纹缺失修补方法的相位估计精度。模拟的物体如图4.6所示，所用条纹图的尺寸为600×800像素，相移量是2π/3，条纹周期为25像素。模拟物体的大小为400×400像素，假设物体以每帧十个像素的速度水平向原点运动，图4.7(a)中没有条纹的窗口被模拟为阴影部分，这部分图像没有条纹，相当于窗口边缘的条纹频率发生了突变，这部分区域的条纹是需要分割迭代的。因整体条纹比较复杂，想要迭代出图4.7(a)中阴影部分的条纹需要与阴影部分周围频率相似的条纹，否则难以迭
【参考文献】：
期刊论文
[1]条纹投影动态3维测量中相位高精度估计[J]. 闫乾宏,李勇,江溢腾,黄凯,周星灿,陈晓鹏. 激光技术. 2019(05)
[2]基于高度信息的自由曲面可编辑投影显示技术[J]. 李彦,苏显渝,陈文静. 光学学报. 2018(08)
[3]基于改进离散余弦最小二乘相位展开法的三维形貌重构[J]. 常丽,支秋颖,刘帅. 电子测量技术. 2017(12)
[4]一种新的质量图引导的路径预测区域增长算法[J]. 刘颖,张瑞峰,陈相舟,李锵,纪鑫,汪洋. 光电工程. 2016(01)
[5]用于工业三维点测量的接触式光学探针[J]. 李磊刚,梁晋,唐正宗,郭成,胡浩. 光学精密工程. 2014(06)
[6]基于枝切截断的高质量相位解缠算法[J]. 谢捷如,崔海华. 南京航空航天大学学报. 2008(06)
[7]基于分支设置的质量导引相位展开算法[J]. 路元刚,王向朝,何国田,钟向红,郑德锋. 光学学报. 2005(04)
[8]光学非接触三维形貌测量技术新进展[J]. 陈晓荣,蔡萍,施文康. 光学精密工程. 2002(05)
博士论文
[1]三维傅里叶变换人体胸腹表面测量方法研究[D]. 孟晓亮.哈尔滨理工大学 2018
硕士论文
[1]基于立体视觉的航天器目标动态测试关键技术研究[D]. 柴志文.合肥工业大学 2019
[2]单幅条纹三维测量中相位问题研究[D]. 聂文祥.东南大学 2018
[3]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
[4]条纹投影三维视觉测量关键技术研究[D]. 彭权.合肥工业大学 2018
[5]应用双目视觉的人体胸腹表面三维建模方法研究[D]. 高闯.哈尔滨理工大学 2018
[6]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
[7]基于条纹投影的三维形貌及颜色纹理实时获取方法研究[D]. 李海艳.浙江师范大学 2016
[8]非接触三维形貌检测方法的研究[D]. 王彬彬.哈尔滨工程大学 2014
[9]激光三角法在物体三维轮廓测量中的应用[D]. 汤强晋.东南大学 2006
本文编号：3538232
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
手条纹图
4条纹局部缺失修补研究25图4.4第一帧手掌处分离部分条纹缺失修补第三步：分离出缺失部分频率近似条纹后，只需用GIA迭代出条纹即可。迭代出的条纹图再与整合到整个场景中，图4.1(a)迭代出手掌处阴影部分条纹图如图4.5所示。图4.5迭代出手掌部分缺失的条纹图条纹缺失修补第四步：条纹缺失部分迭代完成后用加窗傅里叶分析法求相位，以获得整个场景的相位分布。计算相位时图4.5中手掌处迭代出的条纹并不都是全部需要的，依据缺失部分模板(图4.3(b))取需要的数据即可。4.3条纹缺失修补模拟实验模拟实验评估了条纹缺失修补方法的相位估计精度。模拟的物体如图4.6所示，所用条纹图的尺寸为600×800像素，相移量是2π/3，条纹周期为25像素。模拟物体的大小为400×400像素，假设物体以每帧十个像素的速度水平向原点运动，图4.7(a)中没有条纹的窗口被模拟为阴影部分，这部分图像没有条纹，相当于窗口边缘的条纹频率发生了突变，这部分区域的条纹是需要分割迭代的。因整体条纹比较复杂，想要迭代出图4.7(a)中阴影部分的条纹需要与阴影部分周围频率相似的条纹，否则难以迭
4条纹局部缺失修补研究25图4.4第一帧手掌处分离部分条纹缺失修补第三步：分离出缺失部分频率近似条纹后，只需用GIA迭代出条纹即可。迭代出的条纹图再与整合到整个场景中，图4.1(a)迭代出手掌处阴影部分条纹图如图4.5所示。图4.5迭代出手掌部分缺失的条纹图条纹缺失修补第四步：条纹缺失部分迭代完成后用加窗傅里叶分析法求相位，以获得整个场景的相位分布。计算相位时图4.5中手掌处迭代出的条纹并不都是全部需要的，依据缺失部分模板(图4.3(b))取需要的数据即可。4.3条纹缺失修补模拟实验模拟实验评估了条纹缺失修补方法的相位估计精度。模拟的物体如图4.6所示，所用条纹图的尺寸为600×800像素，相移量是2π/3，条纹周期为25像素。模拟物体的大小为400×400像素，假设物体以每帧十个像素的速度水平向原点运动，图4.7(a)中没有条纹的窗口被模拟为阴影部分，这部分图像没有条纹，相当于窗口边缘的条纹频率发生了突变，这部分区域的条纹是需要分割迭代的。因整体条纹比较复杂，想要迭代出图4.7(a)中阴影部分的条纹需要与阴影部分周围频率相似的条纹，否则难以迭
【参考文献】：
期刊论文
[1]条纹投影动态3维测量中相位高精度估计[J]. 闫乾宏,李勇,江溢腾,黄凯,周星灿,陈晓鹏. 激光技术. 2019(05)
[2]基于高度信息的自由曲面可编辑投影显示技术[J]. 李彦,苏显渝,陈文静. 光学学报. 2018(08)
[3]基于改进离散余弦最小二乘相位展开法的三维形貌重构[J]. 常丽,支秋颖,刘帅. 电子测量技术. 2017(12)
[4]一种新的质量图引导的路径预测区域增长算法[J]. 刘颖,张瑞峰,陈相舟,李锵,纪鑫,汪洋. 光电工程. 2016(01)
[5]用于工业三维点测量的接触式光学探针[J]. 李磊刚,梁晋,唐正宗,郭成,胡浩. 光学精密工程. 2014(06)
[6]基于枝切截断的高质量相位解缠算法[J]. 谢捷如,崔海华. 南京航空航天大学学报. 2008(06)
[7]基于分支设置的质量导引相位展开算法[J]. 路元刚,王向朝,何国田,钟向红,郑德锋. 光学学报. 2005(04)
[8]光学非接触三维形貌测量技术新进展[J]. 陈晓荣,蔡萍,施文康. 光学精密工程. 2002(05)
博士论文
[1]三维傅里叶变换人体胸腹表面测量方法研究[D]. 孟晓亮.哈尔滨理工大学 2018
硕士论文
[1]基于立体视觉的航天器目标动态测试关键技术研究[D]. 柴志文.合肥工业大学 2019
[2]单幅条纹三维测量中相位问题研究[D]. 聂文祥.东南大学 2018
[3]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
[4]条纹投影三维视觉测量关键技术研究[D]. 彭权.合肥工业大学 2018
[5]应用双目视觉的人体胸腹表面三维建模方法研究[D]. 高闯.哈尔滨理工大学 2018
[6]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
[7]基于条纹投影的三维形貌及颜色纹理实时获取方法研究[D]. 李海艳.浙江师范大学 2016
[8]非接触三维形貌检测方法的研究[D]. 王彬彬.哈尔滨工程大学 2014
[9]激光三角法在物体三维轮廓测量中的应用[D]. 汤强晋.东南大学 2006
本文编号：3538232
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3538232.html
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