模擬編碼結(jié)構(gòu)光相位誤差補(bǔ)償方法研究
本文選題:三維測(cè)量 + 雙三步三角形相移 ; 參考:《哈爾濱理工大學(xué)》2016年碩士論文
【摘要】:近年來(lái),隨著非接觸式光學(xué)測(cè)量技術(shù)大量而深入的研究,技術(shù)水平的飛速發(fā)展,在工業(yè),軍事,醫(yī)療,航天等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也日益增多。其中最具有發(fā)展?jié)撃芎推毡閼?yīng)用性的就是模擬編碼結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量技術(shù)。模擬編碼結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量技術(shù)擁有諸多優(yōu)勢(shì),如非接觸的測(cè)量方式、操作簡(jiǎn)單、快速測(cè)量、高采樣密度等。但是,利用投影機(jī)和相機(jī)構(gòu)建的系統(tǒng)進(jìn)行三維測(cè)量,其測(cè)量受到很多因素的影響而準(zhǔn)確度不高。為了減小模擬編碼結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量誤差,本文提出減小強(qiáng)度比偏差的方案,簡(jiǎn)化計(jì)算復(fù)雜性,提高三維測(cè)量的準(zhǔn)確度。本文首先闡述模擬編碼結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量中相移輪廓術(shù)測(cè)量方法的基本原理,三維測(cè)量系統(tǒng)的組成,推導(dǎo)三角測(cè)量法,簡(jiǎn)要說(shuō)明模擬編碼結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量的基本步驟,并闡述系統(tǒng)的標(biāo)定的基本方法。然后,分析正弦相移算法。正弦相移算法通過(guò)得到多幅帶有一定相移量的條紋圖像來(lái)計(jì)算攜帶有被測(cè)物體表面三維信息的折疊相位。使用時(shí)間相位展開(kāi)的方法展開(kāi)折疊相位,建立相位差與高度的映射關(guān)系,從而得到被測(cè)物體的三維信息。但存在相位誤差,并對(duì)其進(jìn)行分析。由于正弦相移算法的相位計(jì)算中帶有復(fù)雜的反正切函數(shù)運(yùn)算。于是,采用三角形相移算法,投射三角形相移條紋圖案,定義強(qiáng)度比信息代替相位信息,對(duì)獲取的折疊強(qiáng)度比進(jìn)行展開(kāi),建立強(qiáng)度比差和高度的映射關(guān)系。該算法同樣存在大量的相位誤差。針對(duì)存在的誤差進(jìn)行分析,首先構(gòu)建初始強(qiáng)度比相差T/6的兩組三角形相移編碼圖案,然后兩次使用傳統(tǒng)三步三角形相移算法得到兩幅折疊強(qiáng)度比圖,最后利用在正弦相移算法相位誤差分析中發(fā)現(xiàn)的規(guī)律并結(jié)合強(qiáng)度比偏差的特點(diǎn),提出雙三步三角形相移算法;谡蚁嘁迫S測(cè)量相位誤差的分析和雙三步三角形相移算法的研究,本文建立一個(gè)三維測(cè)量系統(tǒng)。系統(tǒng)的硬件組成包括CCD相機(jī)、投影機(jī)、和計(jì)算機(jī)等基礎(chǔ)設(shè)備,并對(duì)系統(tǒng)標(biāo)定,通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真,驗(yàn)證雙三步三角形相移算法的有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,提出的雙三步三角形相移算法方法能夠有效提高模擬編碼結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量的準(zhǔn)確度。
[Abstract]:In order to reduce the measurement error of three - dimensional measurement system , a three - dimensional phase - shift algorithm is proposed to reduce the measurement error of the three - dimensional measurement system .
【學(xué)位授予單位】:哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TH74
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,本文編號(hào):1860401
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