摘要本次毕业设计对条纹光栅实时三维测量系统的投影策略进行了较为详细的介绍。研 究了如今的实时条纹光栅测量系统中，如何投影条纹光栅能更快、更准确地获取相位， 这直接影响了实时三维系统测量速度和精度。78748

本文重点研究了一种较优的条纹投影策略，通过两幅斜面加两幅高频正弦光栅图案 来实现对不连续物体的绝对相位恢复。通过信号触发硬件电路控制投影仪达到 120 hz 的 条纹投影并使高速相机同步采集经物体调制后的条纹图案。通过相机采集的相移图案分 别求解出斜面的低频相位和正弦的高频相位，并通过低频相位实现对高频相位的展开从 而获取绝对相位，最终通过绝对相位与高度的映射关系求解出物体高度信息。文中给出 了相应的实验结果以证明所研究方法的可靠性。

毕业论文关键词 实时 三维 相移 不连续物体

毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title Research about Fringe Projection Strategy of Fringe 

Grating Real-time Three-dimensional Measurement System

Abstract In this graduation project, the projection strategy of fringe grating real-time 3D measurement system is introduced in detail。 It is studied that how to projected fringe grating to obtain the phase accurately and quickly in real-time fringe grating measurement system , which directly affects the measurement speed and accuracy of real-time 3D system。

In this paper, a type of fringe projection method is Researched, which can realize the absolute phase recovery of discontinuous objects by two bevel patterns and two high frequency sinusoidal grating patterns。 Controlling the projector up to 120 HZ fringe projection by signal trigger hardware circuit and using high speed camera to synchronize the fringe patterns after the object modulation。 Phase shift pattern gathered through the camera is employed to calculate the slant of the low-frequency phase and sinusoidal high frequency phase。 And through the low frequency phase to achieve the high frequency phase expansion to obtain the absolute phase, and finally through the absolute phase and the height of the mapping to solve the object height information。 The corresponding experimental results are given to demonstrate the reliability of the Researched method。

Keywords Real-time Three-dimensional Phase shift Discontinuous object

本科毕业设计说明书 第 I 页

目 次

1 绪论 1

1。1 研究背景及研究意义 1

1。2 国内外研究现状 2

1。3 本文研究内容 7

1。4 论文结构 7

2 条纹光栅实时三维测量系统 8

2。1 条纹光栅实时三维测量系统的基本结构及原理 8

2。2 三维测量技术中相位移及相位展开 9

2。3 本章小结 13

3 较优条纹投影策略——四幅条纹图案投影方案 14

3。1 投影和反射相移测量过程 14

3。2 四幅条纹图案的策略 14

3。3 绝对相位坐标转换 16

3。4 精度、速度等特点 16

3。5 本章小结 19

4 相关硬件设计 20

4。1 具有低成本高速度模式投影的 DLP 投影机 20

4。2 DLP 投影机的投影机制 20

4。3 高速图形生成 20

4。4 摄像机和投影仪同步 22

4。5 本章小结 23

5 仿真与结果 24

5。1 非线性校正 24

5。2 静态复杂场景测量 25

5。3 精度分析 26

结论 28

致谢 29

参考文献 30

1  绪论

1。1  研究背景及研究意义

1。1。1  研究背景

条纹光栅三维测量系统由于非接触性和全场处理的特性被广泛使用于工业检测，质量控 制，机器视觉，娱乐，生物医药等[1,2]。需求促进了发展，光学三维测量技术在这种前景下不 断地发展壮大。论文网