基于相位测量轮廓术的物体三维形貌重构系统的研究

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1、Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterReconstructedofThree—dimensionalPatternofObjectBasedonPhaseMeasuringProfilometryByWermingGaoSupervisor：ErjunLiangOpticalEngineeringPhysicalEngineeringSchoolMay,2014-学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中己经注明引用的内容

2、外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。靴敝储：却>哆吼⋯年加日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检素，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名

3、单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。⋯一却5，’I／日期：矽q年6月2"H摘要随着科学技术的发展，电子技术、光电子技术和计算机技术也得到了飞速的发展。由于这些技术的飞速发展，物体的三维形貌重构技术也得到了飞速的发展，尤其是非接触式的物体三维形貌的重构技术。非接触式物体三维形貌重构技术有很多优点，如对被探测物无损伤、重构的分辨率高以及探测过程中获取数据快，因此，这种物体三维形貌重构技术就具备了广泛的应用前景，如机器视觉领域、工业检测领域、医学领域和航空航天领域等。因此，其被公认为是最好的物体三维形貌的重构方法。非接触式的物体的三维形貌重构技术基于的原理是投影栅相位法。这种方法

4、具体方法是：首先要生成具有一定特性的结构光，如平行光束。然后将结构光斜着投射到被重构的物体上，物体对投射出的结构光进行了类似于光学上的相位调制，之后通过合理的算法获取和分析物体的相位值，即可获得物体的三维信息，从而实现对物体三维形貌的重构。本文的主要工作是对非接触式的物体三维形貌重构系统的硬件设计和软件设计进行深入探究，最终设计成了包含投影仪、摄像机、个人计算机三部分组成的物体三维形貌重构的平台。本系统的硬件结构简单，摄像头图像采集后基于软件处理的部分比较多，因此系统的成本尤其低。本系统的主要工作如下：(1)详细介绍了投影栅相位法实现物体三维形貌重构的原理，尤其是相位展开的原理以及高度求

5、解的原理。(2)本文选择了一种应用较为简便的相位展开方法。(3)本文通过对标定后的光栅图像进行图像处理，对待重构物体表面的点进行三维重构。(4)从VS2010中导出测出的物体表面的三维高度的数据，将其读入本人开发的图像显示软件，显示出物体的三维形貌。(5)应用所研制的平台对破损的石膏体、日用水杯和一次性纸杯进行三维重构验证系统以及所开发软件的可行性。关键词：非接触；投影栅相位法：三维重构AbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,thereisarapiddevelopmentinelectronictechnique、Photoel

6、ectronictechniqueandcomputertechnology．Forthereasonoftheirdevelopment，thetechnologyofthree-dimensionaltopographyofobjecthastakenonanewlook．Forthequickacquisitionofdata、hi【ghresolutionandnon—invasivedetection，thetechnologyofnon—contactthree-dimensionaltopographyofobjecthasshownawidelyapplicationpr

7、ospectinalotoffields，such∞aerospacefield、industrydetectfield、medicineandbiomedicinefieldandmachinevisualfield．Thereforeitistobeconsideredthebesttechnologyofthree-dimensionaltopographyofobject．Thetheoryofthetechnologyof