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《三维形貌测量中基于错位条纹的解相位方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、光电子激光第22卷第2期2011年2月JournalofOptoelectronicsLaserVol.22No.2Feb.2011三维形貌测量中基于错位条纹的解相位方法*王新,达飞鹏(东南大学自动化学院,江苏南京210096)摘要:针对光栅投影法三维测量中的相位展开问题,提出一种用四步相移法求取折叠相位的解决方案。在相移图中,提取带有90相移的4个单周期正弦条纹,对4个单周期正弦条纹进行编码组合,生成错位条纹。测量中,摄像机获取的错位条纹图像和相移图像按灰度值相减,得到4幅条纹差图,提取各差图中灰度值为零的条纹,依此确定错位条纹图像中各个单周期正弦条纹的初始相
2、位特征,然后结合错位条纹的编码序列,获取各个单周期条纹的阶次。整个阶次获取过程仅需要一幅辅助条纹图像,且算法本身具有较高的鲁棒性。实验结果表明,本文算法可以对表面高度变化较为复杂的物体三维信息进行有效提取,具有良好的实时性和准确性。关键词:光学测量;解相位;错位条纹;光栅投影中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:10050086(2011)02024907Phaseunwrappingalgorithmusinginterlacedfringefor3Dshapemeasurement*WANGXin,DAFeipeng(InstituteofAutom
3、ation,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)Abstract:Anovelalgorithmisproposedtosolvethephaseunwrappingprobleminthreedimensional(3D)shapemeasurement.Firstly,thephasewascomputedbythefourstepphaseshiftmethod.Ineachphaseshiftfringe,asinusoidalstripewiththelengthofaperiodcouldbeacquiredatth
4、esameposition,soitcouldgetfourstripeswith90phaseshift.Thentheinterlacedfringewascomposedbycodingthefourstripes.Inthemeasurement,bysubtractingtheinterlacedfringefromthefourphaseshiftstripesacquiredfromthecamera,fourfringedifferenceimageswhichhave0valuestripescouldbegot.Thusthepositionand
5、thecharacteristicofeachstripeintheinterlacedfringecouldbedistinguished,andthencombiningwiththecomposingofthecodinginterlacedfringe,theorderofthefringecouldbeobtained.Thewholeprocessneedsonlyoneassistantimage.Theresultsofexperimentshowthatthealgorithmworkswellinthemeasurementofobjectwithcomp
6、lexsurfaceorstepheightandcangettheinformationrapidlyandexactly.Keywords:opticalmeasurement;phaseunwrapping;interlacedfringe;gratingprojection光栅条纹被物体表面高度调制,在采集到的图像中表现为1引言条纹发生扭曲,通过扭曲条纹中包含的相位差值信息可计算物光学三维测量是一种非接触、密集型测量,具有精度高、速体的高度,如何方便有效地获取相位信息是整个测量过程中的度快、测量自动化程度高等优点,广泛应用于产品制造、机器视一个重要问题。在
7、研究中,相位的获取一般被划分为两个阶[1]段,首先是获得物体表面的折叠相位,可通过相移法[3,4]、傅里觉、智能机器人控制、工业检测和医学工程等领域。光学三[5~7][8]维测量技术主要包括被动测量和主动测量,前者是在自然光下叶变换法和小波变换法等方法求解。此类方法求得的[2]相位为初始相位,相位值范围为-~,丢失了条纹的阶次进行,后者采用结构光对物体表面进行测量。光栅投影法是一种常用的主动测量方法,通过向物体表面投射光栅条纹,同信息。时由摄像机采集光栅在物体表面所成的像,对采集到的条纹
