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彩色结构光编码可靠性提高方法研究

发布时间:2024-11-30 23:50
  近年来,制造业、生物医学、文物保护、虚拟现实等领域快速发展,对三维测量技术的要求也越来越高,传统三维测量方法无法满足高效、无接触、高精度的测量需求。基于结构光的三维测量技术具有效率高、无接触、系统简单、成本低等优势,在工业等领域具有较好的应用前景。目前,基于黑白编码的结构光系统编码可靠性高,已经在工业领域得到了应用,但是其编码效率较低,无法适应高速或实时的测量场景。基于彩色编码的结构光系统提高了测量效率,但是其编码的可靠性容易受到环境光、被测物体颜色和形状的影响,解码错误会大大降低系统的测量精度。因此,本文针对彩色编码结构光编码可靠性低的问题开展研究,引入通信系统中纠错编码的概念,以期保证系统测量精度。对结构光系统的测量原理进行了介绍,建立了该系统的数学模型,并分析了彩色结构光编码容易产生误码的原因。对通信系统的模型和结构光系统的模型进行了对比和分析,给出了通信系统中的纠错编码能够应用于结构光系统的依据。研究了几种通信系统中典型的纠错编码,并进行了对比分析,根据分析结果选择卷积码作为研究对象。研究了结构光三维测量系统中数字信号传输的马尔科夫过程,并建立了传输模型。对卷积码的编码原理进行了...

【文章页数】:87 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

图1.1常用的三维测量技术及其分类通过投影仪或激光器等设备向被测物体主动投射的技术称为主动测量技术,

图1.1常用的三维测量技术及其分类通过投影仪或激光器等设备向被测物体主动投射的技术称为主动测量技术,

绪论2之相匹配的三维测量技术也日新月异,发展出了许多分支,如图1.1所示为目前常用的三维测量技术及其分类[12,13]。根据测量过程中测量仪器是否接触待测物体可分为接触式测量和非接触式测量,接触式测量多用于牺牲效率追求高精度的三维测量,以三坐标测量仪为代表;非接触式测量一般通过光....


图1.2桥式三坐标测量仪

图1.2桥式三坐标测量仪

绪论3型的工程制造产业[19],如图1.2所示为一种桥式三坐标测量仪。通过探针接触物体,然后经过传感器记录当前位置的坐标,在完成一个点的测量后移动探针,进行下一个位置的测量,如此循环,来完成目标物体的三维检测[20,21]。通常,三坐标测量仪由于其高精度的优点而总是被用于实现几何....


图1.3飞行时间法示意图

图1.3飞行时间法示意图

绪论4测量仪类似的是,飞行时间法也需要对待测物体进行逐点测量,这样的结果是测量效率很低。采样点的采样间隔同样会影响测量精度,除此之外,通过电路计算得到的时间延迟和该系统的时间分辨率息息相关,时间测量模块的精度直接关系到测量的精度。采用飞行时间法进行测量的好处也是显而易见的,激光的....


图1.4激光干涉法工作原理示意图

图1.4激光干涉法工作原理示意图

绪论5图1.4激光干涉法工作原理示意图激光干涉发的测量精度一般可以达到微米级甚至更高,但同样由于需要逐点测量,效率依然很低,并且测量精度受制于位移机械结构的精度。(4)双目视觉双目视觉技术脱胎于人眼捕获目标的原理[28-34],主要利用左右两个(或者多个)相机从不同的角度拍摄同一....



本文编号:4013208

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