在傳統(tǒng)的條紋投影輪廓術(shù)（FPP）重建算法中,通常傾向于簡(jiǎn)化校準(zhǔn)模型以提高數(shù)值穩(wěn)定性。但是簡(jiǎn)化后的校準(zhǔn)模型難以有效地補(bǔ)償FPP系統(tǒng)中照相機(jī)和投影儀的鏡頭畸變,結(jié)果不能保證FPP的測(cè)量精度。提出了一種兩步標(biāo)定法,依次執(zhí)行鏡頭畸變補(bǔ)償和系統(tǒng)標(biāo)定,通過使用相機(jī)和投影儀的標(biāo)定參數(shù)來校正輸入變量的值,實(shí)現(xiàn)鏡頭畸變的有效補(bǔ)償,同時(shí)給出形式簡(jiǎn)潔但精度更高的測(cè)量模型進(jìn)行物體三維輪廓重建。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了方法的有效性和實(shí)用性。 

【文章來源】：光學(xué)技術(shù). 2020,46(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

FPP系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)

在校準(zhǔn)過程中,將圖2(a)所示的平面棋盤靶放置在三個(gè)不同的位置。如圖2(b)所示,在每個(gè)位置處捕獲一個(gè)棋盤靶圖像和32個(gè)條紋圖案圖像,包括16個(gè)水平圖案和16個(gè)垂直圖案。提取圖像中的角作為控制點(diǎn),并且可以從棋盤圖像中提取468個(gè)控制點(diǎn)。本文使用多頻方法[21]計(jì)算垂直方向和水平方向上的絕對(duì)相位圖。表1所示相機(jī)參數(shù)和投影儀參數(shù)使用Z. Zhang的方法進(jìn)行了校準(zhǔn)。控制點(diǎn)(Xwi,Ywi,Zwi)的三維坐標(biāo)也使用Z.Zhang的方法進(jìn)行計(jì)算,如圖2(c)所示。在相機(jī)標(biāo)定和投影儀標(biāo)定之后,計(jì)算控制點(diǎn)的無畸變圖像坐標(biāo)(uci,vci)和投影儀平面坐標(biāo)(upi,vpi)。然后,基于式(13)確定所提出測(cè)量模型的系數(shù)。

圖3(a)所示,測(cè)量一組量塊(25mm,50mm和100mm)評(píng)估測(cè)量模型,使用本文方法進(jìn)行量塊三維輪廓重建,同時(shí)也分別使用多項(xiàng)式模型和針孔模型來進(jìn)行對(duì)比重建。對(duì)比結(jié)果如表(2)所示。顯然,盡管兩種模型在Y方向上的重建精度稍好,但在測(cè)量精度方面本文方法優(yōu)于多項(xiàng)式模型和針孔模型。表2 量塊測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果(單位:mm) 多項(xiàng)式模型 針孔模型 本文方法 量塊面1 (25mm) 絕對(duì)誤差 0.023 0.031 0.012 標(biāo)準(zhǔn)差 0.046 0.055 0.035 量塊面2 (50mm) 絕對(duì)誤差 0.025 0.028 0.015 標(biāo)準(zhǔn)差 0.053 0.060 0.041 量塊面3 (100mm) 絕對(duì)誤差 0.019 0.027 0.011 標(biāo)準(zhǔn)差 0.048 0.051 0.034


本文編號(hào)：3037458