模拟编码结构光相位误差补偿方法研究

发布时间：2018-05-08 06:54

本文选题：三维测量 + 双三步三角形相移　；参考：《哈尔滨理工大学》2016年硕士论文

【摘要】：近年来,随着非接触式光学测量技术大量而深入的研究,技术水平的飞速发展,在工业,军事,医疗,航天等各个领域的应用也日益增多。其中最具有发展潜能和普遍应用性的就是模拟编码结构光三维测量技术。模拟编码结构光三维测量技术拥有诸多优势,如非接触的测量方式、操作简单、快速测量、高采样密度等。但是,利用投影机和相机构建的系统进行三维测量,其测量受到很多因素的影响而准确度不高。为了减小模拟编码结构光三维测量系统的测量误差,本文提出减小强度比偏差的方案,简化计算复杂性,提高三维测量的准确度。本文首先阐述模拟编码结构光三维测量中相移轮廓术测量方法的基本原理,三维测量系统的组成,推导三角测量法,简要说明模拟编码结构光三维测量的基本步骤,并阐述系统的标定的基本方法。然后,分析正弦相移算法。正弦相移算法通过得到多幅带有一定相移量的条纹图像来计算携带有被测物体表面三维信息的折叠相位。使用时间相位展开的方法展开折叠相位,建立相位差与高度的映射关系,从而得到被测物体的三维信息。但存在相位误差,并对其进行分析。由于正弦相移算法的相位计算中带有复杂的反正切函数运算。于是,采用三角形相移算法,投射三角形相移条纹图案,定义强度比信息代替相位信息,对获取的折叠强度比进行展开,建立强度比差和高度的映射关系。该算法同样存在大量的相位误差。针对存在的误差进行分析,首先构建初始强度比相差T/6的两组三角形相移编码图案,然后两次使用传统三步三角形相移算法得到两幅折叠强度比图,最后利用在正弦相移算法相位误差分析中发现的规律并结合强度比偏差的特点,提出双三步三角形相移算法。基于正弦相移三维测量相位误差的分析和双三步三角形相移算法的研究,本文建立一个三维测量系统。系统的硬件组成包括CCD相机、投影机、和计算机等基础设备,并对系统标定,通过实验仿真,验证双三步三角形相移算法的有效性。实验结果表明,提出的双三步三角形相移算法方法能够有效提高模拟编码结构光三维测量的准确度。
[Abstract]:In order to reduce the measurement error of three - dimensional measurement system , a three - dimensional phase - shift algorithm is proposed to reduce the measurement error of the three - dimensional measurement system .

【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH74

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