發(fā)布時間：2017-06-25 06:01

  本文關鍵詞：基于紅外條紋投影的三維測量系統研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：彩色條紋投影技術是一種多通道光學形貌測量方法,不僅具有非接觸、全場測量、精度高、數據處理速度快等優(yōu)點,還能提高顏色通道的利用率,加快采集速度,成為光學三維測量的一個研究和應用熱點。然而,彩色條紋投影技術受環(huán)境光的干擾,以及不同顏色通道之間存在串擾現象,會使測量精度降低。由于具有特殊的頻譜特性,紅外光的引入可以很好地解決上述問題。但采用多個相機以不同角度進行測量,需要建立相機坐標系之間的轉換關系,計算過程繁瑣,難以保證測量精度。本文提出一種基于紅外條紋投影的多通道三維測量系統,并以Microsoft Visual Studio 2010為開發(fā)平臺,開發(fā)系統控制軟件。該系統同時利用可見光和紅外條紋圖像精確測量物體的三維數據,避免環(huán)境光和通道間串擾對測量結果的影響。此外,該系統通過2CCD相機從同一視角以相同光路,同時采集紅外和可見光通道的信息,無需進行坐標系轉換即可完成對物體的三維測量。針對不同顏色通道間的像素偏差這一重要問題,本文提出一種以絕對相位為特征的像素偏差計算和修正方法,并針對2CCD相機和整個測量系統說明了其實現方法。以兩個相互垂直方向的絕對相位作為每個像素位置的唯一性編碼,找到不同顏色通道中的像素對應關系,并利用插值方法進一步提高像素偏差計算和修正的準確度,達到亞像素的水平。最后通過一系列的實驗證明了本系統的三維測量性能,并驗證了像素偏差修正方法的有效性和精確性。該方法基于連續(xù)的相位信息,能夠對全圖像的逐個像素點進行偏差修正,具有較高的精度,能夠很好地解決多通道三維測量中存在通道間像素偏差的問題,將推動多通道三維測量技術的發(fā)展。
【關鍵詞】：紅外條紋投影 像素偏差修正 多通道 絕對相位
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 研究目的和意義11-12
• 1.3 國內外研究現狀12-14
• 1.4 本文研究的主要內容14-15
• 第二章 三維測量原理15-27
• 2.1 條紋投影方法介紹15-17
• 2.2 相位計算17-23
• 2.2.1 折疊相位提取18-20
• 2.2.2 相位展開20-23
• 2.3 三維數據獲取23-26
• 2.4 本章小結26-27
• 第三章 紅外條紋投影系統27-39
• 3.1 測量原理27-29
• 3.2 硬件結構29-33
• 3.3 軟件設計33-38
• 3.4 本章小結38-39
• 第四章 多通道偏差修正39-57
• 4.1 偏差來源39-43
• 4.1.1 相機成像偏差39-41
• 4.1.2 系統偏差41-43
• 4.2 相位輔助偏差計算方法43-53
• 4.2.1 圖像預處理43-49
• 4.2.2 相位計算49-51
• 4.2.3 成像偏差計算51-53
• 4.3 偏差修正53-55
• 4.4 本章小結55-57
• 第五章 實驗結果與分析57-81
• 5.1 標定與性能分析57-62
• 5.2 2CCD相機成像偏差修正與驗證62-69
• 5.2.1 偏差修正62-68
• 5.2.2 實驗驗證68-69
• 5.3 三維測量系統偏差修正與驗證69-76
• 5.3.1 偏差修正69-73
• 5.3.2 實驗驗證73-76
• 5.4 實物測量結果76-79
• 5.5 本章小結79-81
• 第六章 結論與展望81-83
• 6.1 本文完成的工作81-82
• 6.2 展望82-83
• 參考文獻83-89
• 致謝89-91
• 攻讀碩士學位期間所取得的相關科研成果91

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本文編號：480969