先验知识辅助的条纹投影动态三维形貌测量

摘要：

为改进条纹投影动态三维测量系统性能,根据动态物体三维形貌测量的特点提出了两步法测量方案:1)通过测量运动前物体或CAD模型,获得物体初始三维形貌及二维图像中特征点对应的三维坐标;2)进行物体运动变化过程的三维测量.通过检测动态图像中的特征点,根据二维、三维坐标对应关系计算物体不同时刻的运动参数,再由初始形貌估计出物体的近似形貌,以此来计算该时刻条纹图的近似相位.然后结合该近似相位及实际条纹的截断相位计算得到展开相位,最后获得该时刻物体的三维形貌.与时间相位展开法相比,该方案在相同测量精度下提高了测量速度;而与空间相位展开法相比,该方案在相同测量速度下提高了测量可靠度,并且不受条纹不连续影响.采用DLP投影仪和高速摄像机搭建了静态、动态双模式三维测量系统,实现了1280×1024点及70 f/s的三维形貌测量.实验结果表明该方案不但可以对刚体运动物体进行测量,而且对非刚体运动物体,只要其形变引起的条纹变化不超过半个周期也能够测量.同时,提出的方法对相邻时刻物体位姿变化有较大的容限.

关键词：机器视觉、光学三维形貌测量、相位测量轮廓术、相位展开

所属期刊栏目：49

分类号：TN206(光电子技术、激光技术)

资助基金：浙江省自然科学基金资助项目LY17F050002

在线出版日期：2022-08-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：55-63