面結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)的精度研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)光測(cè)量系統(tǒng)在工業(yè)檢測(cè)、人體測(cè)量、文物保護(hù)和反求工程等眾多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。國(guó)外的面結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量技術(shù)已相對(duì)成熟，但設(shè)備價(jià)格昂貴。國(guó)內(nèi)也有一些單位開展了相關(guān)研究，但普遍存在著精度不高、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。
　　 本文在介紹結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了光柵條紋數(shù)和數(shù)字光柵投影裝置的伽馬非線性對(duì)測(cè)量精度的影響，以期進(jìn)一步提高課題組前期開發(fā)的三維測(cè)量系統(tǒng)的精度。面結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)，首先使用相移法和多頻外差原理進(jìn)行穩(wěn)

2、定高精度的相位計(jì)算；然后根據(jù)預(yù)先標(biāo)定的系統(tǒng)參數(shù)，從得到的相位灰度圖重構(gòu)出被測(cè)物體的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。由三維重構(gòu)過程可知，光柵周期數(shù)的增加可以降低立體匹配的誤差，本文通過理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)研究，分析了不同光柵周期數(shù)對(duì)系統(tǒng)測(cè)量精度的影響，并為系統(tǒng)選擇了一個(gè)最優(yōu)的光柵周期數(shù)。當(dāng)周期數(shù)為110～120時(shí)，系統(tǒng)的測(cè)量精度最高，濾波后可達(dá)0.037mm。此外，三維重構(gòu)的精度還與相位計(jì)算的精度有關(guān)，根據(jù)現(xiàn)有研究，投影儀的伽馬非線性是相位誤差的主要來源。本文分