視覺三維測量以非接觸,數(shù)據(jù)量大,測量速度快等優(yōu)勢,在生產(chǎn)生活的各個(gè)方面有著廣泛的應(yīng)用。視覺三維測量常用的投影設(shè)備DLP存在價(jià)格貴,體積大,不易集成,資源浪費(fèi)等現(xiàn)象,造成了三維測量設(shè)備整體的體積大,價(jià)格貴等缺點(diǎn)。論文針對這一矛盾,基于振鏡掃描和激光頻閃成像原理搭建專用投影裝置,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行專門相關(guān)技術(shù)的研究,本論文對于改進(jìn)測量設(shè)備的硬件組成有重要意義。論文通過線激光和掃描振鏡利用激光頻閃技術(shù)實(shí)現(xiàn)的條紋投影,結(jié)合攝像機(jī)時(shí)序匹配完成測量圖像數(shù)據(jù)采集。根據(jù)當(dāng)前視覺三維測量的普遍要求確定測量系統(tǒng)的基本參數(shù)指標(biāo),基于基本參數(shù)指標(biāo)和成像原理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和硬件型號參數(shù)。根據(jù)格雷碼圖像編碼原理和頻閃成像技術(shù)原理,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)和控制流程。分析傳統(tǒng)單目編碼結(jié)構(gòu)光三維測量原理,總結(jié)傳統(tǒng)單目編碼結(jié)構(gòu)光測量系統(tǒng)與本系統(tǒng)的異同,提煉單目結(jié)構(gòu)光三維測量原理架構(gòu),確定振鏡掃描激光頻閃成像三維測量原理搭建方案。搭建本系統(tǒng)三維解算模型,建立基于振鏡掃描的激光頻閃成像投影系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,確定格雷碼碼值與空間平面簇的空間角度映射模型,并根據(jù)方案整合為三維測量模型。論文針對振鏡掃描激光頻閃成像的數(shù)據(jù)... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

線陣結(jié)構(gòu)光掃描應(yīng)用Fig.1-6Applicationoflinestructurelightscanning

第一章 緒論而是變成多幅灰度值按照正選信號分布的光柵圖像，根據(jù)攝像機(jī)最終拍在某一個(gè)點(diǎn)的灰度值計(jì)算出該點(diǎn)的相位，利用相位值作為特征值，完成別，進(jìn)而根據(jù)對應(yīng)空間約束模型計(jì)算出三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)[29]。假設(shè)正弦變碼圖案投射后的圖像在某一點(diǎn)光的強(qiáng)度可以用下式表示：I(x,y) = (x,y) (x,y)sinφ(x,y) 式中 (x,y)表示在一個(gè)具體坐標(biāo)的像素點(diǎn)位置上背景光的光照強(qiáng)度，后裝置附加的正弦變化光照強(qiáng)度。最終利用計(jì)算的相位值φ作為特征值進(jìn)像機(jī)拍攝的圖像上的像素點(diǎn)和投影裝置投影圖案上的點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系的于從上述的關(guān)系中可以看出是由 4 個(gè)變量組成的關(guān)系，因此至少需要的 3 組光強(qiáng)變化的函數(shù)值才可以進(jìn)行相位值的計(jì)算，因此通過投射不光來實(shí)現(xiàn)三維測量，最常見的相移法編碼用的是四步相移，如下圖所示的投影圖像[30]。

移法編碼相結(jié)合的方式來進(jìn)行結(jié)構(gòu)光檢測[40]。綜上所述的各種編碼結(jié)構(gòu)光測量技術(shù)，相位編碼法利用解算的相位來進(jìn)行關(guān)系確定，相位編碼法的特點(diǎn)在于測量的連續(xù)性，這就會具有更好的空間分辨率，但是由于相位的解碼的范圍限制，所以一定需要進(jìn)行相位展開，運(yùn)算復(fù)雜度更高，測量原理更加復(fù)雜，投射圖案也更加復(fù)雜。而編碼法測量測量的編碼值在空間上是離散分布的，這就造成了空間分辨率相對較低，但是解碼方便，測量原理簡單，運(yùn)算復(fù)雜度低，測量快速避免了進(jìn)行相位解算的問題。投射的編碼圖案簡單便于對投射裝置進(jìn)行簡化和改裝，利于低成本、便于小型化的測量裝置的產(chǎn)生。1.3.2 結(jié)構(gòu)光投影成像方式研究現(xiàn)狀當(dāng)前主動(dòng)視覺的投影成像方式主要可以分為直接成像法和掃描成像法，其中直接成像法目前主要可以分為利用投影儀進(jìn)行圖像生成或利用輔助機(jī)械結(jié)構(gòu)根據(jù)光的一些物理原理進(jìn)行的投影圖像生成，當(dāng)前投影儀根據(jù)投影原理的不同主要可以分為CRT 三槍投影儀、LCD 投影儀和 DLP 投影儀，而利用機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)往往是用來產(chǎn)生光柵條紋進(jìn)行相移法測量的，這種方式受機(jī)械結(jié)構(gòu)要求的程度很大、機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、需要更加復(fù)雜的光路設(shè)計(jì)與搭建。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
[1]雙目視覺與編碼結(jié)構(gòu)光結(jié)合的三維重建技術(shù)的研究[D]. 李學(xué)鋒.北京理工大學(xué) 2016
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本文編號：3281845