光柵投影三維測量技術(shù)具有非接觸、高精度、高速度、低成本和全場測量等特點(diǎn),在工業(yè)檢測、逆向工程、文物保護(hù)、仿生設(shè)計(jì)、人體建模和醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。光柵投影三維測量的關(guān)鍵技術(shù)主要包括光柵條紋的非正弦性校正、測量系統(tǒng)標(biāo)定、解相位（相位計(jì)算）以及三維點(diǎn)云配準(zhǔn)等。本文主要圍繞光柵條紋的非正弦性校正和解相位技術(shù)兩個方面展開研究,重點(diǎn)對解相位精度、測量效率以及特殊物體、動態(tài)物體的三維測量等問題進(jìn)行研究。（1）由于測量系統(tǒng)的非線性響應(yīng),導(dǎo)致相機(jī)采集的光柵條紋不具有良好的正弦性,從而降低了解相位精度。雖然雙N步相移算法可以較大程度地減小相位誤差,但需要增加一倍的投影條紋數(shù)量。為此,提出了兩種誤差校正方法。一是相位誤差自校正算法,該方法將原包裹相位變換后,得到類似于雙N步相移法中的附加包裹相位,并融合兩個包裹相位以達(dá)到減小誤差的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相較于傳統(tǒng)相移算法,所提算法的測量誤差降低了34.2%,相較于現(xiàn)有的雙N步相移算法,測量效率提高了48.4%。二是基于彩色條紋投影的相位誤差校正技術(shù),該方法將原始和附加相移條紋融入到一幅彩色圖像的兩個通道中,采集圖像的兩通道信息分離后,分別求解兩包裹相位信息... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：170 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號對照表
1 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 三維測量技術(shù)簡介
        1.1.2 三維測量技術(shù)應(yīng)用
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與本文研究思路
        1.2.1 光柵投影三維測量相位誤差校正方法
        1.2.2 基于改進(jìn)遺傳算法的快速最短枝切搜索算法
        1.2.3 光柵條紋二維小波變換小波脊提取算法
        1.2.4 大范圍反射率變化物體的高速三維測量技術(shù)
        1.2.5 動態(tài)物體三維測量技術(shù)
    1.3 本文的研究內(nèi)容與章節(jié)安排
2 光柵投影三維測量相位計(jì)算方法
    2.1 引言
    2.2 包裹相位計(jì)算
        2.2.1 相移法
        2.2.2 傅里葉變換法
        2.2.3 小波變換法
    2.3 展開相位計(jì)算
        2.3.1 空間相位展開
        2.3.2 時間相位展開
    2.4 仿真與實(shí)驗(yàn)對比分析
        2.4.1 單幅條紋相位計(jì)算
        2.4.2 多幅條紋相位計(jì)算
    2.5 小結(jié)
3 光柵投影三維測量相位誤差校正方法
    3.1 引言
    3.2 誤差分析
    3.3 基于雙N步相移法的誤差補(bǔ)償
    3.4 相位誤差自校正算法
T計(jì)算方法">        3.4.1 P_T計(jì)算方法
        3.4.2 改進(jìn)組合包裹相位計(jì)算
        3.4.3 光柵條紋頻率合理選擇
        3.4.4 ESCA測量精度對比與分析
        3.4.5 實(shí)驗(yàn)對比與分析
    3.5 基于彩色編碼光柵投影的雙N步相移輪廓術(shù)
        3.5.1 彩色光柵條紋設(shè)計(jì)
        3.5.2 實(shí)驗(yàn)對比與分析
    3.6 小結(jié)
4 基于改進(jìn)遺傳算法的快速最短枝切搜索算法
    4.1 引言
    4.2 最短枝切線問題
    4.3 基于改進(jìn)遺傳算法的快速最短枝切搜索算法
        4.3.1 編碼方法
        4.3.2 適應(yīng)度函數(shù)
        4.3.3 BCMGA
        4.3.4 BCMGA與傳統(tǒng)遺傳算法的區(qū)別
    4.4 仿真與實(shí)驗(yàn)對比分析
        4.4.1 仿真對比與分析
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)對比與分析
    4.5 小結(jié)
5 光柵條紋二維小波變換小波脊提取算法
    5.1 引言
    5.2 基于權(quán)值優(yōu)化價值函數(shù)的二維小波變換小波脊提取算法
        5.2.1 價值函數(shù)
        5.2.2 改進(jìn)的候選點(diǎn)選取方法
        5.2.3 算法流程
        5.2.4 價值函數(shù)的權(quán)值調(diào)整
    5.3 基于改進(jìn)價值函數(shù)的二維小波變換小波脊提取算法
        5.3.1 改進(jìn)的價值函數(shù)
        5.3.2 改進(jìn)的候選點(diǎn)選取方法
        5.3.3 算法流程
        5.3.4 價值函數(shù)的權(quán)值調(diào)整
    5.4 仿真與實(shí)驗(yàn)對比分析
        5.4.1 不同二維母小波的性能對比
        5.4.2 小波脊提取算法的對比
    5.5 小結(jié)
6 大范圍反射率變化物體的高速三維測量技術(shù)
    6.1 引言
    6.2 大范圍反射率變化物體的高速三維測量技術(shù)
        6.2.1 條紋圖像分析
        6.2.2 參數(shù)選擇和DLP的多色光投影
        6.2.3 條紋二值化
        6.2.4 投影儀的離焦技術(shù)
        6.2.5 最優(yōu)條紋的選擇
        6.2.6 算法流程
    6.3 實(shí)驗(yàn)對比與分析
        6.3.1 測量系統(tǒng)的構(gòu)建
        6.3.2 不同條紋的測量精度對比
        6.3.3 投影儀離焦的測量精度對比
        6.3.4 測量效率的對比
        6.3.5 大范圍反射率變化物體的測量結(jié)果分析
    6.4 小結(jié)
7 動態(tài)物體三維測量技術(shù)
    7.1 引言
    7.2 變形過程物體的三維測量
        7.2.1 基于二維空間相位展開的變形過程物體的三維測量
        7.2.2 基于三維空間相位展開的變形過程物體的三維測量
    7.3 剛性運(yùn)動物體的三維測量
        7.3.1 剛性運(yùn)動物體三維測量的新方法
        7.3.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
    7.4 小結(jié)
8 光柵投影三維測量技術(shù)工程應(yīng)用
    8.1 引言
    8.2 基于高速三維測量技術(shù)的手語學(xué)習(xí)
    8.3 小尺寸物體的三維測量
    8.4 高溫鍛件三維測量技術(shù)探究
9 總結(jié)與展望
    9.1 總結(jié)
    9.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]基于價值函數(shù)的二維小波變換小波脊提取算法[J]. 王建華,楊延西,馬晨.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2017(12)
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博士論文
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[2]基于工業(yè)攝影和機(jī)器視覺的三維形貌與變形測量關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 肖振中.西安交通大學(xué) 2010
[3]基于數(shù)字光柵投影的結(jié)構(gòu)光三維測量技術(shù)與系統(tǒng)研究[D]. 李中偉.華中科技大學(xué) 2009
[4]基于彩色編碼的結(jié)構(gòu)光動態(tài)三維測量及重構(gòu)技術(shù)研究[D]. 韋爭亮.清華大學(xué) 2009
[5]基于時間相位展開的三維輪廓測量研究[D]. 岳慧敏.四川大學(xué) 2005



本文編號：2968575