3D测量的光场投射研究

发布时间：2023-03-05 16:06

　　三维成像与传感技术是获取真实三维世界信息的重要方式,为重构物体真实几何形貌及后续的三维建模、检测、识别等方面提供了数据基础。随着人工智能和大数据的发展,物体三维形貌数据的获取与应用得到越来越高的关注,也促进了三维测量技术的蓬勃发展。三维形貌测量的应用范围广泛,如:人脸识别、目标检测、VR(虚拟现实技术)及产品检验等方向,这也对三维测量提出了更高的要求。结构光三维测量技术是常用的光学三维测量技术,通常使用正弦条纹编码,测量精度可以达到几十分之一到几百分之一个等效波长,帧率能达到几十kHz。由投影仪产生的正弦条纹实际上是通过多个像素点不同的亮度来实现的,而像素点是有一定尺寸限度的,因此被投射的显示器上条纹图案的周期不可能太小,对于需要探测小面积区域的情况反而不合适。而数字投影仪自身的响应时间在微秒量级,低于高速相机的帧率。本文提出了一种新型结构光投影方式,对投影原理进行了理论分析,设计了一种正弦条纹场投射模块。该模块具有结构小巧、控制简单等优点,而且背光源使用LED芯片,响应时间在纳秒量级,理论上可以做到高速测量。论文主要研究内容如下:1、结构光编码方法分析比较;分析了几种常用的结构光编码...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 常用的光学三维测量方法简介
        1.2.1 飞行时间法
        1.2.2 激光三角法
        1.2.3 结构光投影法
    1.3 结构光投影光场的研究现状
    1.4 本文的主要研究内容及结构安排
第二章 结构光编码方法分析比较
    2.1 散斑编码
    2.2 二进制编码
    2.3 正弦相位编码
        2.3.1 傅里叶变换轮廓术
        2.3.2 相移轮廓术
    2.4 本章小结
第三章 相移法三维测量系统光场投影分析比较
    3.1 DLP数字投影技术简介
        3.1.1 gamma简介
        3.1.2 gamma校正
    3.2 方波二进制散焦
    3.3 正弦脉冲宽度调制技术
    3.4 三级性正弦脉冲宽度调制技术
    3.5 最优脉冲宽度调制技术
    3.6 二进制抖动技术
    3.7 本章小结
第四章 基于二进制正弦图案的新型条纹投影技术研究
    4.1 原理分析
    4.2 光扩展方向偏离的影响分析
    4.3 本章小结
第五章 基于新型条纹投影的三维测量实验研究
    5.1 四步相移法原理
    5.2 相位展开
    5.3 实验系统搭建
    5.4 实验结果与分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文研究总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻硕期间的研究成果



本文编号：3756506