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同步扫描的调制度测量轮廓术三维面形重建算法
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:中国激光
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:TP391.41[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]四川大学电子信息学院,四川成都610065, [2]四川大学计算机学院,四川成都610065
  • 相关基金:国家自然科学基金(61177010)、国家重大科学仪器开发专项(2013YQ49087901)
  • 相关项目:基于旋转结构光编码的三维面形垂直测量方法研究
中文摘要:

基于三角法的结构光三维测量技术具有较高的精度,但投影光轴和观察光轴之间的夹角在测量过程中可能产生遮挡和阴影,需要通过两次或多次不同方向的测量和拼接解决。与三角测量不同,基于调制度测量的三维面形测量方法采用了垂直测量原理,将投影光轴和观察光轴重合,从而摆脱了基于三角测量原理的光学三维传感方法中阴影、遮挡等限制。对一种连续相移和垂直扫描的调制度测量轮廓术三维面形重建算法进行了研究,分析了这种类型的结构光扫描条纹的特点,基于这种特点介绍了几种同步扫描的调制度测量轮廓术提取调制度及三维重建算法,比较了几种算法的特点,实验表明采用适当的三维面形重建算法,可以在垂直测量的模式下实现115 mm深度测量范围,对被测面积为120 mm×120 mm 检验平面测量,标准差可达0.19 mm。

英文摘要:

The three-dimensional profilometry based on structured light triangulation can achieve relatively high precision, but the offset angle formed by the optical axis of projection system and observation system can cause shadow and occlusion. The measurements from two directions and image stitching technology are needed. Different from the triangulation methods, the modulation measuring profilometry is based on vertical measurement theory. In its measuring system, the optical axes of projection and observation are coaxial, which avoid the shadow and occlusion problem in the triangulation methods. A modulation measuring profilometry with auto-synchronous phase shifting and vertical scanning and the reconstruct algorithm are studied. The features of scanning fringes are analyzed, and the features of several algorithms about modulation extraction and 3D shape reconstruction are introduced and compared. Experiments indicate that choosing the proper algorithm can achieve better measuring accuracy of 0.19 mm standard deviation in the measuring range of 115 mm while measuring a 120 mm×120 mm testing plane, under vertical measuring mode.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849