基于散焦技術(shù)的光柵三維測(cè)量方法研究.pdf

1、高速高精度實(shí)時(shí)三維測(cè)量在現(xiàn)代很多領(lǐng)域中具有重要的意義，其中，光柵投影三維測(cè)量由于具有非接觸、易于信息處理、全場(chǎng)測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)成為最主要的三維測(cè)量技術(shù)之一。
　　傳統(tǒng)的光柵三維測(cè)量技術(shù)是通過投射正弦光柵來(lái)獲取信息，通常存在兩方面的問題：一、正弦條紋需要8比特，測(cè)量速度受到了限制（一般為120HZ）；二、因投影儀的 Gamma效應(yīng)、相機(jī)曝光時(shí)間需精確控制、以及相機(jī)和投影儀需要高度同步等問題，使得正弦光柵條紋出現(xiàn)非正弦性，給最終測(cè)量結(jié)果帶來(lái)

2、很大誤差。因此，如何克服以上問題來(lái)提高速度和精度，成為了該領(lǐng)域的一個(gè)重要的研究課題。
　　針對(duì)上述問題帶來(lái)的誤差，本文采用了二進(jìn)制條紋散焦投影技術(shù)，將計(jì)算機(jī)生成的二值條紋給散焦后的投影儀，使投射到物體上的條紋為正弦條紋，再進(jìn)行測(cè)量。由于二進(jìn)制條紋只有兩種灰度值（0和255），測(cè)量速度得到了提高，并且因其對(duì)投影儀非線性不敏感，很好的克服了 Gamma效應(yīng)帶來(lái)的誤差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)法相比，本文所用的散焦法能很好的提高系統(tǒng)的測(cè)量精

3、度。又因采用的是散焦投影方式，相機(jī)和投影儀不需要嚴(yán)格同步，相機(jī)曝光時(shí)間不需要精確控制，使得光柵三維測(cè)量技術(shù)能更好的用于實(shí)時(shí)測(cè)量中。
　　現(xiàn)有二值散焦法在投射周期較大光柵時(shí)，難以獲得高質(zhì)量正弦條紋，且無(wú)可用的校正技術(shù)進(jìn)行處理。針對(duì)這一問題，研究了將正弦光柵使用抖動(dòng)算法處理生成二值光柵，再給散焦的投影儀用于測(cè)量的方法。抖動(dòng)算法包括有序抖動(dòng)和誤差擴(kuò)散抖動(dòng)，將兩者具有代表性的濾波器用于處理光柵進(jìn)行測(cè)量，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用抖動(dòng)算法處理的