时间相位解包裹方法在三维形貌测量系统中的应用

将广义时间相位解包裹方法和影栅方法相结合,设计实现了一种基于时间相位解包裹方法的三维形貌测量系统。首先采集投影物体表面上的调制影栅图案,然后使用时间相位解包裹方法获取影栅图被调制前后的解包裹相位差图,据此重建物体三维形貌。给出了相位求解的原理及实现流程,进行了实验测试。实测结果表明,系统能够高效率、高精度地重建物体表面形貌。

选择还原时间相位解包裹型数字散斑干涉技术

时间相位解包裹是数字散斑干涉技术中新近发展的相位解包裹方法。不同于传统的空间相位解包裹法,时间相位解包裹从时间维度对相位进行解调,可以对非几何连续的表面进行测量,以确定绝对相位值。针对传统时间相位解包裹算法因逐点还原相位造成运算时间较长的问题,通过对解包裹算法的研究,提出一种基于选择还原法的时间相位解包裹算法。对少量的相位点进行还原的结果表明,该技术大幅度减少了相位解包裹运算时间,提高了测量速度。

时间相位解包裹算法的抗噪性能对比研究

基于光栅条纹投影的三维测量技术通过相移法提取相位主值,相位主值展开的准确性是决定整个三维测量系统精度的关键因素。时间相位解包裹算法能够实现对孤立及表面不连续物体的相位展开,但受传感器及环境噪声的影响,得到的解相结果误差较大。为了选择出抗噪性能好的算法,本文通过仿真及实验对比了几种时间相位解包裹算法的抗噪性能。结果表明,多频层级相位展开法和负指数拟合法具有良好的抗噪性能,解相精度高,而多波长外差法和基于条纹定位的多波长外差法的抗噪性能差,解相误差大。本文的研究结果可为研究人员在选择解相方式上提供参考,具有重要的应用价值。

基于微机电系统振镜的多频相移正弦结构光系统相位展开误差分析

随着增强现实和虚拟现实技术的发展,以及元宇宙概念的兴起,三维重建技术作为重要的内容获取手段得到了广泛的应用。其中,结构光重建技术以其高精度且不受物体表面材质纹理影响的特点,得到了研究者的重点关注。传统的结构光三维重建主要使用基于数字光处理的投影仪来投影编码图案,然而,数字光处理投影仪存在尺寸大、功率高、价格昂贵等缺点,限制了其在众多应用中的便利性。因此,微机电系统振镜因其体积小、成本低、帧率高等特点,在越来越多的三维扫描系统中,被考虑作为投影仪投影编码结构光。但限于只能投影单向条纹图案和存在红外激光器散斑效应带来的噪声的缺点,传统的基于三角测量方法并不适用。因此,该文采用相位-高度模型,搭建了基于微机电系统振镜的三维扫描系统。针对散斑效应引起的噪声,本文通过实验对比了基于微机电系统振镜常用的3种时间相位解包裹算法的抗噪性能。结果表明,多频层级法和负指数拟合法的抗噪性能较好,精度较高,而多频外差法的抗噪性能较差。该研究结果可为研究人员选择解相方法提供参考。