石磊,陈波,熊义可,林斌,曹向群.适用于快速三维形貌测量的二元结构光编码优化方法[J].光电子激光,2017,28(5):503~509
适用于快速三维形貌测量的二元结构光编码优化方法
Optimization of binary structured light coding for fast 3D shape measurement
投稿时间:2016-08-17  
DOI:
中文关键词:  二元编码  结构光  阶梯相位  三维形貌测 量
英文关键词:binary encoding  structured light  stair phase  3D shape measurement
基金项目:江苏省科技支撑计划-工业部分(BE2014082)、江苏省高层次创新创业人才引进计划(2015121)、姑苏创新 创业领军人才专项(ZXL2015029)、昆山市人才计划项目(KSRCA17)和昆山市机器人及智能 装备科技专项(KSJ1517)资助项目 (1.浙江大学 现代光学仪器国家重点实验室国家光学仪器工程技术研究中心,浙江 杭州 310027; 2.浙江大学昆山创新中心 苏州江奥光电科技有限公司,江苏 昆山 215347)
作者单位
石磊 浙江大学 现代光学仪器国家重点实验室国家光学仪器工程技术研究中心,浙江 杭州 310027 
陈波 浙江大学 现代光学仪器国家重点实验室国家光学仪器工程技术研究中心,浙江 杭州 310027 
熊义可 浙江大学 现代光学仪器国家重点实验室国家光学仪器工程技术研究中心,浙江 杭州 310027 
林斌 浙江大学 现代光学仪器国家重点实验室国家光学仪器工程技术研究中心,浙江 杭州 310027
浙江大学昆山创新中心 苏州江奥光电科技有限公司,江苏 昆山 215347 
曹向群 浙江大学 现代光学仪器国家重点实验室国家光学仪器工程技术研究中心,浙江 杭州 310027 
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中文摘要:
      为避免多级灰度值编码所带来的非线性问题,并 进一步提高测量速度和适应性,提出了一种二 元阶梯相位编码方法。首先,利用传统N步相移法,投影若干幅 正弦光栅条纹到待测物体表面,接着投影 若干幅相移条纹对应的采用二值化编码的条纹;在通过四步相移法求得光栅条纹的包裹相位 后,利用二值 编码条纹解调后得到的阶梯相位,确定光栅条纹的周期级次;最终根据周期级次对包裹相位 进行解包裹得 到绝对相位,完成相位去包裹。利用二值化条纹进行阶梯相位编码的方法,克服了传统阶梯 相位编码方法 使用多级灰度值引起的非线性问题。实验结果表明,以单通道投影图像数目为标准,在同等 条件下,与已有的同类方法相比,本文方法的测量速度提高了12.5% ,且适应性强,能够有效地进行物体的三维形貌测量。
英文摘要:
      In order to avoid the nonlinear problem caused by multilevel gray valu e coding,and to improve the speed and the adaptability of the measurement,a new method of binary encoding is proposed to get the stair phase.First of all,using the traditional N-step phase s hift method,a number of sinusoidal grating fringes are projected onto the surface of the object to be measured,and then a number of bi nary coding fringes are projected onto the tested objects.After the wrapped phase is obtained through a four-ste p phase-shifting method,by using the stair phase got from the binary encoded fringe demodulation,the grating peri od orders are determined,the wrapped phase is unwrapped according to the periodic orders,and eventually the absolute phase is obtained. The method of using binary fringes to encode stair phase has overcome the the n onlinear problem.Experimental results show that with a standard of the number of single channel image projection,and under the same con ditions,the measurement speed is enhanced by 12.5% compared with that of existing method.The method is efficie nt for the 3D shape measurement of objects.
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