基于相位編碼結(jié)構(gòu)光的深度獲取研究.pdf

1、在高度自動(dòng)化、高度信息化的當(dāng)今世界，三維信息的應(yīng)用場(chǎng)景已經(jīng)越來越廣泛，并開始深刻地改變著人們的生活，如無人汽車、體感游戲儀和3D打印機(jī)的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用。如今，針對(duì)各種場(chǎng)景的深度信息獲取技術(shù)已成為現(xiàn)階段的研究重點(diǎn)及難點(diǎn)。本文在對(duì)現(xiàn)有深度獲取方法進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，提出了兩種基于相位編碼結(jié)構(gòu)光的深度獲取技術(shù)。
　　第一種方法中使用了單幀混頻相位編碼結(jié)構(gòu)光，可用來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景下的稠密深度獲取。且與前人方法不同，該方法利用顏色及強(qiáng)度的變化來對(duì)雙

2、頻相位進(jìn)行編碼，避免了傅里葉頻譜分離的問題，使得分頻變得更加容易。同時(shí)該方法僅采用一幅模板，即實(shí)現(xiàn)了基于余數(shù)定理的相位快速展開，可應(yīng)用于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景之中。此外，為增加方法魯棒性，在進(jìn)行相位展開過程中，該方法充分利用了鄰域信息，以克服由余數(shù)定理引起的測(cè)量敏感性。該方法在使用單幅模版、不增加設(shè)備復(fù)雜性的情況下，有效地提高了相位展開的速度，實(shí)現(xiàn)了適用于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的高精度、高分辨率的深度信息獲取。經(jīng)過實(shí)際實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該方法對(duì)于表面深度多變物體、復(fù)雜物體

3、邊緣，本算法均有較強(qiáng)的魯棒性，且對(duì)彩色場(chǎng)景、動(dòng)態(tài)場(chǎng)景也能實(shí)現(xiàn)精確深度測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相對(duì)于Kinect和ToF兩種商用深度獲取設(shè)備來說，該方法有著更高的精度。
　　第二種方法采用了基于相位編碼的主被動(dòng)結(jié)合式深度測(cè)量。該方法基于經(jīng)典相移（Phase-Shift）三維輪廓測(cè)量法，進(jìn)行主動(dòng)結(jié)構(gòu)光投射，解碼時(shí)，則利用場(chǎng)景自身特征進(jìn)行被動(dòng)雙目匹配和相移模板進(jìn)行結(jié)構(gòu)光主動(dòng)測(cè)距，進(jìn)行主被動(dòng)聯(lián)合解碼。該方法解決了傳統(tǒng)三幀三維輪廓測(cè)量法中出現(xiàn)的