光柵投影三維測(cè)量技術(shù)具有非接觸、高精度、高速度、低成本和全場(chǎng)測(cè)量等特點(diǎn),在工業(yè)檢測(cè)、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(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)主要包括光柵條紋的非正弦性校正、測(cè)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(gè)方面展開(kāi)研究,重點(diǎn)對(duì)解相位精度、測(cè)量效率以及特殊物體、動(dòng)態(tài)物體的三維測(cè)量等問(wèn)題進(jìn)行研究。（1）由于測(cè)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(gè)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(cè)量誤差降低了34.2%,相較于現(xiàn)有的雙N步相移算法,測(cè)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(gè)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(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：170 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號(hào)對(duì)照表
1 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 三維測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)介
        1.1.2 三維測(cè)量技術(shù)應(yīng)用
    1.2 國(guó)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(cè)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(cè)量技術(shù)
        1.2.5 動(dòng)態(tài)物體三維測(cè)量技術(shù)
    1.3 本文的研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排
2 光柵投影三維測(cè)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(kāi)相位計(jì)算
        2.3.1 空間相位展開(kāi)
        2.3.2 時(shí)間相位展開(kāi)
    2.4 仿真與實(shí)驗(yàn)對(duì)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(cè)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(cè)量精度對(duì)比與分析
        3.4.5 實(shí)驗(yàn)對(duì)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(duì)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(wèn)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(duì)比分析
        4.4.1 仿真對(duì)比與分析
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)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(jià)值函數(shù)的二維小波變換小波脊提取算法
        5.2.1 價(jià)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(jià)值函數(shù)的權(quán)值調(diào)整
    5.3 基于改進(jìn)價(jià)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(jià)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(jià)值函數(shù)的權(quán)值調(diào)整
    5.4 仿真與實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析
        5.4.1 不同二維母小波的性能對(duì)比
        5.4.2 小波脊提取算法的對(duì)比
    5.5 小結(jié)
6 大范圍反射率變化物體的高速三維測(cè)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(cè)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(duì)比與分析
        6.3.1 測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建
        6.3.2 不同條紋的測(cè)量精度對(duì)比
        6.3.3 投影儀離焦的測(cè)量精度對(duì)比
        6.3.4 測(cè)量效率的對(duì)比
        6.3.5 大范圍反射率變化物體的測(cè)量結(jié)果分析
    6.4 小結(jié)
7 動(dòng)態(tài)物體三維測(cè)量技術(shù)
    7.1 引言
    7.2 變形過(guò)程物體的三維測(cè)量
        7.2.1 基于二維空間相位展開(kāi)的變形過(guò)程物體的三維測(cè)量
        7.2.2 基于三維空間相位展開(kāi)的變形過(guò)程物體的三維測(cè)量
    7.3 剛性運(yùn)動(dòng)物體的三維測(cè)量
        7.3.1 剛性運(yùn)動(dòng)物體三維測(cè)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(cè)量技術(shù)工程應(yīng)用
    8.1 引言
    8.2 基于高速三維測(cè)量技術(shù)的手語(yǔ)學(xué)習(xí)
    8.3 小尺寸物體的三維測(cè)量
    8.4 高溫鍛件三維測(cè)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
[1]高速動(dòng)態(tài)三維面形測(cè)量[J]. 王建華,楊延西.  應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[2]基于彩色偽隨機(jī)編碼結(jié)構(gòu)光的三維重建方法[J]. 王國(guó)新,汝洪芳,朱顯輝.  黑龍江科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(04)
[3]基于改進(jìn)價(jià)值函數(shù)和三維相位展開(kāi)的動(dòng)態(tài)三維測(cè)量方法研究[J]. 王建華,楊延西.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2018(06)
[4]基于價(jià)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)
[5]改進(jìn)的基于代價(jià)函數(shù)的小波脊相位提取算法[J]. 王勇,饒勤菲,閆河,王李福,鄒輝.  光電子·激光. 2016(07)
[6]二值條紋高速離焦投影的旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇面形測(cè)量[J]. 熊倩,陳露,張啟燦.  光學(xué)與光電技術(shù). 2016(03)
[7]幾種時(shí)間相位展開(kāi)方法的比較[J]. 趙文靜,陳文靜,蘇顯渝.  四川大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(01)
[8]一種新的質(zhì)量圖引導(dǎo)的路徑預(yù)測(cè)區(qū)域增長(zhǎng)算法[J]. 劉穎,張瑞峰,陳相舟,李鏘,紀(jì)鑫,汪洋.  光電工程. 2016(01)
[9]利用Hilbert變換提高傅里葉變換輪廓術(shù)的測(cè)量范圍和精度[J]. 駱鳳,陳文靜,蘇顯渝.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2015(11)
[10]A correction method of color projection fringes in 3D contour measurement[J]. 宋麗梅,李宗艷,陳昌曼,習(xí)江濤,郭慶華,李曉捷.  Optoelectronics Letters. 2015(04)

博士論文
[1]基于結(jié)構(gòu)光投影的運(yùn)動(dòng)物體高速實(shí)時(shí)三維測(cè)量方法研究[D]. 劉永久.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[2]基于工業(yè)攝影和機(jī)器視覺(jué)的三維形貌與變形測(cè)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(cè)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(dòng)態(tài)三維測(cè)量及重構(gòu)技術(shù)研究[D]. 韋爭(zhēng)亮.清華大學(xué) 2009
[5]基于時(shí)間相位展開(kāi)的三維輪廓測(cè)量研究[D]. 岳慧敏.四川大學(xué) 2005



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