无需相位展开的三维测量方法

摘要：在快速相位测量轮廓术系统（PMP）中，对任意的三维物体来说，使用最少的图像数来恢复其准确的三维面型是很关键的。这篇文章介绍了基于相移和三焦点张量相结合的快速PMP方法。在这个方法中，由于三焦点张量的约束，每个像素点都可以独立的对应到未展开的相位谱上，所以任意面型的物体，包括不连续或状表面的物体，都可以用较少的相移图像来处理。在实际测量中，由于多个条纹数量和相位误差的影响，会导致像素点无法正确的对应到相位谱上。为了减少这种现象的发生，我们应该选择出最优的条纹数量；另外，本文还通过差异范围约束以及混合一致性的方法检查以提高正确率。为了避免丢失正弦条纹边缘的相位信息，处于边缘像素点的相位需要进行适当的调整。54704

毕业论文关键词：快速三维测量，对应点，相位测量轮廓术，三焦张量

Abstract：In the fast phase measuring profilometry system, for arbitrary 3D object, use the least number of images to obtain the 3D surface is important. This article introduces a fast PMP method based on phase-shifting and trifocal tensor. In this method, due to the trifocal tensor constraint, each pixel can be independent of the corresponding to the wrapped phase-map, so arbitrary type of object, including discontinuous or shaped surface, can use less phase-shift images to be measured with. In actual measurement, the effects of multiple fringe number and phase error may cause the pixel corresponding incorrectly. In order to reduce the occurrence of this phenomenon, we should choose the optimal fringe number. In addition, this paper uses a method, pided into two stages (difference range constraint and mixed consistency check) to improve the accuracy; to avoid the loss of phase information in the sinusoidal fringe edge, the phase values of the corresponding points should be adjusted.

Keywords: fast 3D measurement, point correspondence, phase measurement profilometry, trifocal tensor

1 绪论 1

2 系统概述 2

2.1 系统的校准 4

2.2 基于三焦张量的相移技术 4

2.3 相位误差的影响 6

3 两阶段方法选出正确点 6

3.1 第一阶段：差异范围约束 6

3.2 第二阶段：通过混合一致性的检查来最终决定 7

4 对应优化 8

4.1 边缘点相位值的调整 8

4.2 对应优化 9

5 仿真原理 10

6 应用 11

结论 13

参考文献 14

致谢 15

1 绪论

光学三维传感是指利用光学方法获得物体三维空间信息的方法和技术，目前主要是指对物体表面三维空间信息的获取。伴随着数字编码的图像投影技术的日趋成熟，三维测量的应用也越来越广泛，高分辨率的快速三维面型测量方法已经成为了一个热门的研究课题。可以说，数字光处理技术以及计算机技术的进步大大促进了快速三维测量的发展，也大大的改变了传统的光学计量技术。

数字编码的功能是在相机之间或者相机与投影仪之间建立准确可靠的联系，这种功能也是用光学三角测量技术来重建三维物体面型的前提。一般来说，如果测量对象是静态的并且不限制测量的时间，我们就可以使用多种方法进行测量，当然，结果是很准确的。然而，在快速三维测量系统中，重建物体的三维框架就需要使用较少的图像数，这点是非常重要的，因为使用图像数越少，则需要处理的图像数就更少，测量速度也就更快，此时再进行动态测量也就是顺理成章的了。无需相位展开的三维测量方法:http://www.751com.cn/wuli/lunwen_58929.html