三维扫描系统中相位法相关问题的应用研究

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1、东南大学硕士学位论文三维扫描系统中相位法相关问题的应用研究姓名：朱正键申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：达飞鹏20080301摘要三维扫描技术实质上属于一种三维轮廓测量技术。它能够完成复杂形体的点、面、形的三维测量，能进行高精度的快速无接触测量，在各个领域的应用日益广泛。用于三维轮廓测量技术的测量方法有很多种，其中相位测量法以其测量精度高、速度快而成为最有前途的三维轮廓测量方法之一。随着计算机技术和信号处理技术的不断发展，三维扫描技术与彩色图像处理技术相结合，借助其他领域新技术的研究成果以优化其系统性能是未来发展的趋势。本文在

2、分析研究了大量相关技术和文献的基础上，从提高实时性和三维扫描系统的动态测量性能的角度，对～些关键技术，进行了深入的研究。，本文涉及了基于直线相位的光栅自校正、彩色编码、彩色图像分割三个部分，本文的第一章介绍三维扫描技术的现状、特点和彩色图像处理中的彩色编码、彩色图像分割背景知识，简要地说明了需要研究的重点。第二章在分析影响光栅波形的几个因素的基础上，提出了一种基于直线相位的光栅自校正算法，该算法有效地改进了主要影响相移法测量精度的光栅波形的正弦性和精确相移，提高了系统精度。第三章研究了彩色编码算法，提出一种基于环形排列的彩色条纹编码，该编码有效

3、的解决了周期歧义性问题，具有编码简单、解码方便的特点。第四章提出一种基于单像素单分量的彩色图像分割算法，实验证明该算法有较好的分割效果。最后一章对全文做了总结。关键词：三维扫描技术，相移法，自校正算法，环形排列，彩色编码，彩色图像分割AbstractThree-dimensionalscantechnologyis3-Dobjectsurfacemeasureallent．Itcancompletethe3-Dme孤nl“强altofthepointsofcomplexobjectandisahighprecision,quickandnon-

4、contactmeasurement．andplaysanimportantroleinmanyarea$．Therearemanywaysof3-Dobject泖facemeasurement,butthephasemeasurementmethodisOBeofmostpromisingmethodsbecauseofitshighprecisionandfastnessofdataacquisition．Withthedevelopmentofcomputerandsignalprocessingtechniques．thecombina

5、tionofthroo-dimensionalsc盟technologyandcolorimageprocessingisthedirectionoffuturebyvirtueofresearchproductionsinotherfields．Inthisdissertation，basedonanalyzingtheexistingresearchresultsandliteraturesof3-Dvisionmeasurement,inordertoimprovingthereal—timeanddynamicmeasl,R'epta'

6、formane屺of3-Dscanningsystem．80moofcrucialtechnologiesaresmdied．Thecontentofthisdissertationisaboutprojectiongratingself-revisionbased011linephase，colorcoding,andcolorimagesegrncntation．Inchapter1，thesurveyofthe3-Dshapemeasurementsandthekeypointsinthisareaareintroduced．AndWea

7、lsoprovidethebackgroundknowledgeofcolorcodingandcolorimagesegmentationinthecolorimageprocessing．Inchapter2，Onthefoundationofanalyzedthesefactorsthataffecttheprojectiongratingwave,aprojectiongratingself-revisionmethodbasedonlinephaseisproposed．Themethodamendsavailablythesinus

8、oidalcharacteristicandprecisephaseshiftofprojectiongratingthatarcthemainfac