基于区域二值编码方法的动态三维形貌测量-论文.pdf

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1、第4O卷第1O期中国激光Vo1．40，NO．102013年10月CHINESEJOURNAL0FLASERS0ctober。2O13基于区域二值编码方法的动态三维形貌测量黄华权吴庆阳贺威(深圳大学电子科学与技术学院，深圳市微纳光子信息技术重点实验室，广东深圳518060)摘要提出一种应用于结构光投影三维面形测量的基于区域的二值编码方法。该方法根据被测物体表面的最大起伏来确定区域编码范围和二值编码图案，然后利用基准区域级次直接获得变形条纹的连续相位分布，在保证可靠性和精度的前提下有效地减少了编码图案数量，提高了测量速度；同时，设计了用于动态三维形貌测量系

2、统的硬件模块。该模块实现了240frame／s的条纹投影与同步采集，满足了动态三维形貌采集的要求。实验测量采用6幅图案实现了4O{rame／s的三维形貌采集，实现了动态三维形貌测量，相关实验结果证明了该技术的可行性。关键词测量；动态三维形貌测量；二值编码；动态测量硬件模块中图分类号TP391．7文献标识码Adoi：10．3788／CJL2ol340．1008004DynamicThree-DimensionalShapeMeasurementBasedonRegionalBinaryEncodingMethodHuangHuaquanWuQingyan

3、gHeWei(ShenzhenKeyLaboratoryofMicro-NanoPhotonicrmationTechnology，CollegeofElectronicScienceandTechnology，ShenzhenUniversity，Shenzhen，Guangdong518060，China)AbstractAregionalbinaryencodingmethodthatappliedinthestructuredlightprojectionthree—dimensional(3D)shapemeasurementispropos

4、ed．Thismethoddeterminestheregionencodingrangeandbinaryencodingpattersaccordingtothemaximumdepthofthesurfaceofmeasuredobject．Thenthecontinuousphasedistributionofthedeformedfringecanbeacquireddirectlybyusingthebasicregionalorder．Onthepremiseofguaranteeingthereliabilityandaccuracy，

5、thistechniquecaneffectivelyreducethenumberofencodedpatternsandimprovethemeasurementspeed．Meanwhile，hardwaremoduleusedinthedynamicthreedimensionalshapemeasurementsystemisdesigned，whichcanachievehigh—speedfringeprojectionandsynchronizedimagecaptureat240frame／sandmeettherequirement

6、sofdynamic3Dshapeacquisition．Experimentalmeasurementusessixpatternstoaccomplishthe3Dshapeacquisitionataspeedof40frame／s，whichrealizesthedynamic3Dshapemeasurement．Theexperimentalresultsarepresentedtodemonstratethefeasibilityofthistechnique．Keywordsmeasurement；dynamicthree—dimensi

7、onalshapemeasurement；binarycode；dynamicmeasurementhardwaremodule0CIScodes120．6650；120．5050；150．6910；110．68801引言得了广泛的应用。近年来，基于数字条纹投影的动基于数字条纹投影技术的三维(3D)形貌测量态三维形貌测量技术。引起了人们的广泛关注。方法卜由于其非接触、测量范围大、高精度、易于其中典型方法是傅里叶变换轮廓术¨]。该技术只实现自动化等优点，已经得到大量深入的研究并获需投影一帧正弦光栅便可实现三维形貌测量，但该收稿日期：2013—04—10；

8、收到修改稿日期：2013—05—21基金项目：国家自然科学基金仪器专项(61027014)、国