《基于改进型彩色复合条纹的三维轮廓快速测量》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于改进型彩色复合条纹的三维轮廓快速测量（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 论文作者签名：主垮 指导教师签名： 扭! 叁 论文评阅人1 ： 溢左超 评阅人2 ： 评阅人3 ： 评阅人4 ： 评阅人 答辩委 委员1 ： 委员2 ： 委员3 ： 委员4 ： 委员5 ： 答辩日期： 究成 撰写 使用 确的 送交 将学 印或 学位 签字 浙江大学硕士学位论文致谢 致谢 时光飞逝，两年半的研究生生活即将结束。两年多来，在我的导师林斌教授悉 心指导和关怀下，顺利完成了硕士课题研究和论文撰写工作。从课题选择与开展， 论文的开题直至最终定稿，都离不开林老师的耐心指导，循循善诱。林老师严于律 己、认真负责的工作作风，实事求是、一丝不苟的治学态度，宽厚博大的胸襟气度 是我受益终身。在学
2、习生活和科研工作中的点滴进步，都与林老师的指导和帮助分 不开；同时也从林老师身上学到了如何做人的哲理，在此谨向恩师致以崇高的敬意 和衷心的感谢。 感谢浙江大学台州研究院的颜文俊院长和冯根聪副院长在研究生期间对我的 关怀以及在课题研究上提供的指导。 在国家光学仪器工程研究中心求学的两年半时间里，一直得到曹向群教授的悉 心指点和帮助。曹老师虽然年过古稀，但是无论在学术还是生活上都给我提供了非 常大的帮助。曹老师乐观的生活作风、严谨的治学态度、渊博的学术造诣深深地感 染了我，再次特向曹向群教授致以衷心的感谢。 感谢已经毕业的陈庆光博士，在硕士学习过程和课题研究过程中，陈师兄给了 大力的帮助和尽心的指
3、导，特别在课题研究切入点和创新点上的相互讨论让我突破 局限，顿感豁然开朗。陈师兄博学多才、视野开阔、和善可亲，为实验室营造了良 好的学习氛围和轻松的生活气氛，感谢陈师兄一直以来对我的引导和帮助，让我受 益匪浅。 另外，在实验室学习的这段岁月里，感谢陈浙泊博士后、杨凯博士、张万祯博 士、王辉、林永涛、沈焕波、吴琼、卢颖飞、郝丽芳、孙启扬、胡法容、朱冠英、 I 浙江大学硕士学位论文 致谢 李伟、符红、阳鹏程、郭子铭、鞠国浩等同学一直以来给予我的支持、帮助和鼓励， 与他们共同学习和生活的日子是以后美好的回忆。感谢寝室的杨宗银、叶际斌和胡 宝海同学，这两年来一起营造欢乐的生活环境和深厚友谊。 最后，我
4、要感谢我的女友和家人，在我漫长的学习生活中，他们的理解、支持 和无微不至的关怀给了我前进的勇气和动力，激励着我不断向前。 刘大海 2 0 1 2 0 1 0 1 于求是园 浙江大学硕士学位论文摘要 摘要 光学三维测量技术在虚拟现实、工业自动检测、生物医学、文物复制、艺术雕 塑和人脸识别等领域得到广泛的研究和应用。结构光测量技术具有非接触性、无损 耗、高灵敏度、高测量精度、自动化程度高等优点而得到快速发展和深入研究。由 于传统的三维测量技术已经发展较为成熟，近年来随着采集设备、投影设备、高速 处理器的性能的提升，快速、实时和高分辨率的三维测量系统陆续被研发出来，当 然其中还是有许多方面可以值得改
5、进和完善。 本文采用彩色复合条纹投影技术，在彩色图像R G B 三通道实现不同的条纹编 码方式，从而可通过采集一帧彩色变形条纹图分离出三幅灰度条纹信息的图像，而 如何处理和利用这三幅灰度图像成为快速三维测量的关键。本文就是基于此提出了 改进方案，其改进研究为： ( 1 ) 针对傅里叶变换轮廓术中频谱混叠问题所带来的限制测量精度和高度的 问题，本文提出了一种基于强度调制的新型抑制零频的方法，并结合双色正弦条纹 投影技术，快速有效地消除了变形条纹的零频分量，实验证明该方法处理速度快。 ( 2 ) 在采用彩色复合条纹投影的相位轮廓测量术中，由于存在颜色耦合和颜 色失衡现象，使得分离出的三通道灰度信息
6、不能直接用于相位解调，为此，利用本 文提出的强度调制法进行调整，使三幅灰度图像的背景光强和对比度达到基本平衡 或一致，实验证明此法的有效性，非常适合于快速三维测量。 ( 3 ) 利用O p e n C V 的标定函数，设计摄像机的标定流程，快速有效的求解出 摄像机内参数和畸变参数，有效修正了图像的畸变。 ( 4 ) 针对投影系统带来的非正弦性问题，提出了新的解决思路，就是在测量 G a m m a 值之前，排除了其他因素( 主要如强度值、对比度系数) 的影响，然后利 用傅里叶变换观察其频谱分布的方法自动搜寻出最佳G a m m a 值。 关键字：三维轮廓测量，彩色复合条纹，调制函数，摄像机标定
7、，投影仪校正 I I I 浙江大学硕士学位论文A b s t 阳c t A b s t r a c t A st h ed e v e l o p m e n to fd i g i t a lt e c h n o l o g y , o p t i c a l3 Dm e a s u r e m e n tp l a y sa n i n c r e a s i n g l yi m p o r t a n tr o l e i ne n o r m o u sf i e l d s i n c l u d i n gv i r t u a lr e a l i t y , a u t o
8、 m a t i c i n d u s t r i a ld e t e c t i o n , b i o m e d i c a l ，c u l t u r a lr e p r o d u c t i o n ，a r ts c u l p t u r e sa n df a c er e c o g n i t i o n , e t c R e c e n t l y , S t r u c t u r e d l i g h t3 Ds h a p em e a s u r e m e n t , 丽mt h ef e a t u r e so fn o n c o n t a
9、 c t ， K g hs e n s i t i v i t ya n dh i 曲a c c u r a c y , h a sb e e nd e v e l o p i n gr a p i d l ya n dr e s e a r c h i n gw i d e l y H o wt om e a s u r et h es h a p eo ft h eo b j e c t sa th i g hs p e e di so n eo ft h er e s e a r c hf o c u s e s ，t h e 3 Ds h a p e sh a v et ob er e
10、 q u i r e dr a p i d l y , p r o c e s s i n gq u i c k l ya n dd i s p l a y e di nr e a lt i m e A l t h o u g ht h eh i g l l s p e e d3 Ds h a p em e a s u r e m e n ts y s t e m sh a v eb e e nd e v e l o p e dg r a d u a l l y , t h e r ea r em a n ya s p e c t sw h i c hn e e dt ob ei m p r
11、o v e d I nt h i sp a p e r , ac o l o r - e n c o d e dd i g i t a lf r i n g ep r o j e c t i o nt e c h n i q u ei si n t r o d u c e df o r 3 Ds h a p em e a s u r e m e n t I nt h i st e c h n i q u e ，ac o l o rf r i n g ep a t t e r nw h o s eR G B c o m p o n e n t s c o m p r i s et h r e e
12、f r i n g ep a t t e r n si nd i f f e r e n tw a yo fc o d i n gi sp r o j e c t e dt ot h eo b j e c t s T h e d e f o r m e df r i n g ei m a g ew h i c hi sc a p t u r e db yt h ec a m e r ai s s e p a r a t e di n t o i t sR G B c o m p o n e n t s T h e r e f o r e ，i tj u s tn e e do n l yo n
13、 ec o l o ri m a g ef o rc o n s t r u c t i o na n dt h e m e a s u r e m e n ts p e e dc a l lb ei n c r e a s e dg r e a t l y T h ek e yp o i n to ft h i st e c h n i q u ei sh o wt o b u i l dt h er e l a t i o n s h i pa n dm o d i f yR G Bc o m p o n e n t s I nv i e wo ft h e d e v e l o p i
14、 n gt r e n d ，a n e wp r o c e s sm e t h o di sp r o p o s e dt os o l v et h ed i f f i c u l t y , a n dt h ei m p r o v e m e n t so f3 D s h a p em e a s u r e m e n ta r ea sf o l l o w ： ( 1 ) I nF o u r i e rt r a n s f o r mp r o f i l o m e t r y , t h e r ee x i s t sap r o b l e mo ff r
15、 e q u e n c ya l i a s i n g S oa st od e p r e s st h ee f f e c to fz e r of r e q u e n c y ，t h eb i c o l o rs i n u s o i d a lp a t t e r n sa r ea d o p t e d An o v e li n t e n s i t y - m o d u l a t e dm e t h o di s p r o p o s e dt oe l i m i n a t et h e z e r o f r e q u e n c y c o
16、 m p o n e n t , w h i c hC a ni m p r o v et h em e a s u r i n gp r e c i s i o na n dr a n g e C o m p a r e dt ot h e t r a d i t i o n a lp h a s es h i f tm e t h o dt oe l i m i n a t et h ez e r of r e q u e n c yc o m p o n e n t , t h i sm e t h o d h a sas i g n i f i c a n ta d v a n t a g ea ts p e e da n dp r o v e nt ob es u i t a b l ef o rr e a l t i m em e a s u r e m e n t o f t h r e e d i m e n s i o n a lo b j e c t s ( 2 ) I np h
