基于多级条纹级数修正的相位误差校正方法

发布时间：2022-01-27 02:46

　　针对多频外差解相法易产生相位跳跃性误差的问题,提出一种基于多级条纹级数修正的相位误差校正方法。根据叠加条纹的相位周期对叠加条纹级数进行第一级粗修正,可有效避免由伽马效应以及取整函数引起的相位跳跃性误差的累积和传递。优化取整函数,并利用误差绝对相位对初始条纹级数进行第二级精细修正。再根据修正后的条纹级数计算更为精确的目标绝对相位。实验测试结果表明,经本文方法校正后的三维重构模型表面平整光滑、细节清晰且无明显色斑和色块,对相位跳跃性误差有明显的改善作用,提高了结构光三维测量系统的鲁棒性。 

【文章来源】：激光与光电子学进展. 2020,57(17)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

三频外差解相法流程

为了更好地解决上述解相过程产生的相位跳跃性误差，本研究主要对第一级条纹级数Nl和第二级条纹级数Ni的求解过程以及向下取整函数进行了优化。通过Δnl的周期确定Nl，然后利用（8）式和（9）式计算再根据反向修正Ni得到N′i，最后根据（9）式计算修正后的绝对相位下面对本文方法进行详细阐述。4.1 基于周期判别的第一级条纹级数修正方法

如图3所示，实线和虚线分别表示第i行的第一级条纹级数Nl和归一化叠加包裹相位Δnl。假设第i行中Δnl第一个周期最末端元素的像素位置为Ti1，第二个周期最末端元素的像素位置为Ti2，则第n个周期最末端元素的像素位置为Tin。首先，通过寻找Δnl每个周期的最大值构成集合M(Ti）={max(Ti1),max(Ti2），…，max(Tin）}，然后将M{Ti}对应的像素位置存入集合Ti={Ti1,Ti2，…，Tin}中，最后再根据{Ti}给Nl赋值，如在[1,Ti1）区间给N12赋值为0，在（T1+1,T2]区间给Nl赋值为1，而（Tn-1+1,Tn]区间对应Nl为n-1，则Nl={0,1，…，n-1}即为所求Nl。为了尽可能减小噪声对Nl的影响，在此之前可先对光栅进行适当的高斯滤波和非线性误差校正。另外，为了提高算法的鲁棒性，可通过选择合适的光栅周期叠加出周期数尽可能少的Δnl。4.2 第二级条纹级数反向修正方法

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进单调法的阴影区相位噪声校正方法[J]. 陶四杰,白瑞林,王昌龙.  激光与光电子学进展. 2020(02)
[2]基于多频外差的全频解相方法[J]. 刘飞,李佳鑫,赖俊霖,何春桥.  激光与光电子学进展. 2019(01)
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[4]A convenient look-up-table based method for the compensation of non-linear error in digital fringe projection[J]. Chen Xiong,Jun Yao,Jubing Chen,Hong Miao.  Theoretical & Applied Mechanics Letters. 2016(01)
[5]基于多频外差原理的相位校正及匹配方法研究[J]. 黄亚楠,娄小平.  应用光学. 2014(02)
[6]基于多频外差原理的相位解包裹方法[J]. 陈玲,邓文怡,娄小平.  光学技术. 2012(01)
[7]一种新的相位法三维轮廓测量系统模型及其标定方法研究[J]. 盖绍彦,达飞鹏.  自动化学报. 2007(09)

博士论文
[1]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



本文编号：3611607