改进的三频三步相移结构光三维重建方法

针对结构光三维重建中的传统三频三步相移方法需要投影过多编码图像、效率低的问题,提出了改进的三频三步相移结构光三维重建方法。该方法与传统三频三步方法均需要3种频率的正弦条纹图,但条纹图数量只需5张,即最高频率的条纹图3张,但初始相位不同,剩余频率的条纹图各1张。较传统方法的9张条纹图投影效率提高44.44%。随后推导了该方法的求解原理,由最高频的3张条纹图直接求得重建所需包裹相位,另外两张条纹图用于对包裹相位进行展开,理论上该方法与传统三频三步算法具有相同的精度。最后进行了4组实验,验证了该方法的重建精度、复杂不连续模型重建能力、不同光照环境中的重建稳定性以及对彩色物体重建能力。结果证明该方法在有效提高测量速度的同时保证了和传统三频三步方法一致的精度和适应性。

基于误差模型的结构光条纹周期数选择方法

目前相位测量轮廓术中条纹周期数的选择主要依靠定性方法,难以获得最优效果及系统的应用。本文提出了一种基于误差模型的条纹周期数定量选择方法。该方法首先根据相位测量轮廓术的误差来源建立相位误差模型,利用相位误差模型计算出最大相位误差。其次通过最大相位误差与相位展开算法的约束关系推导出条纹周期数约束方程。最后根据计算出的最大相位误差与条纹周期数约束方程的相互关系,估计出最优正弦条纹周期数。实验结果表明:使用由本文方法选择出的条纹周期数,得到标准平板的最佳平面拟合结果的标准差为0.03 mm,相较于传统方法,降低了44.4%。本文所提方法能够有效提高相位测量轮廓术的测量精度。