基于格雷编码的彩色结构光快速三维测量技术

提出一种基于格雷编码原理的彩色结构光三维测量方法,通过向被测物体投影两幅彩色结构光栅,分析得到物体表面的三维信息,在保证测量精度和准确度的同时,提高了三维测量的速度。将格雷编码原则和容易辨别的颜色结合应用到彩色条纹编码中,得到序列周期唯一且编码周期起始位置任意的彩色条纹编码,克服了码间干扰,解码方法简单且精度高,适用范围广;利用三色相移法取代传统三幅相移法。实验结果表明,使用基于格雷编码原理的彩色结构光方法可以得到被测物体精确的表面高度信息。     

基于彩色编码条纹投影的孤立物体三维测量

针对空间分布呈区域状、不连续的孤立物体采用条纹投影与相位分析方法进行三维面形测量时,很难得到可靠的相位展开这一问题,提出了通过先后投影两幅π相移的彩色编码正弦条纹到孤立物体表面,方便快捷地还原对应区域颜色信息,同时利用截断相位分布的阶跃边界获得更准确的分色结果,用以指导相位展开。实验验证了方法的有效性。     

三维面形测量中减小物体彩色纹理影响的新方法

针对彩色相移技术中传统的灰度三步相移由于系统的颜色响应和物体表面的彩色纹理导致彩色通道间的串扰和不平衡,本文提出了一种新的颜色标定方法,通过标定系统的颜色响应和近似获取物体表面的彩色纹理来减小三维面形测量中因为物体表面的彩色纹理导致的测量误差.实验结果表明,本文提出的方法能够有效地减小误差,获得更好的测量结果.     

用彩色二维编码测量动态物体三维轮廓的方法

用红绿蓝颜色的正方形组成二维编码平面，并针其附着在被测物体表面，作为立体视觉测量中的匹配点。用2套光学成像系统获取被测物体的彩色图像，通过计算机图像处理技术找出2个图像中的匹配点，再根据匹配点的视差来获取物体的三维轮廓信息。这一方法特别适于对人体的运动进行三维跟踪测量。     

基于编码结构光的大型曲面三维测量

介绍了采用结构光彩色编码技术实现大型曲面测量的一种新方法.将由RGB三原色及其补色组成的彩色条纹进行组合,生成编码图案,并由投影仪投射到被测物体上.通过对摄像机拍摄的图像进行解码,获得物体的三维坐标.利用被测物体上的标志特征点,对物体进行分块测量.结合边缘检测及圆心检测确定分割线,对物体三维坐标进行分割、组合,实现了对大型曲面的三维测量.     

基于结构光扫描的彩色三维信息测量技术

提出了一种基于线结构光扫描的彩色三维信息测量方法,建立了扫描测量的数学模型,利用一种圆孔阵列平面靶标完成了系统光平面参数的标定。利用所研制的系统对一标准棱块进行测量,空间测量精度优于0．1mm。提出了通过计算测量点对应彩色图像中像素坐标获取颜色信息、对整个扫描数据进行颜色渲染的方案,并对小花盆进行了三维测量和颜色渲染,获得了完整准确的彩色三维数据。系统具有测量精度高、颜色渲染快速和准确的特点。     

基于颜色编码的大型物体表面三维测量

如何获得蕴含了深度信息的深度图像是发展机器视觉的关键。因为结构光空间编码方法只需要一幅图像就可以获得被测物体上可测点的三维信息,具有分辨率高、速度快和易于实现的优点而成为研究热点。一种颜色编码方案被用于大型物体表面的三维测量。这种编码方案以红、绿、蓝三原色以及它们的补色黄、品、青6种颜色作为基本颜色,按着任意相邻的3个条纹颜色排列顺序是唯一的方式组合,构成了颜色编码图案,并由投影仪投射到被测物体上。通过对摄像机拍摄的图像进行解码,获得物体的三维坐标。利用被测物体上的标志特征点,对物体进行分块测量。结合边缘检测及圆心检测确定分割线,对图像进行分割、拼接,实现了对大型物体表面的三维测量。     

基于结构照明的三维物体识别新方法

提出了一种三维物体的识别方法。将一正弦条纹分别投影到参考物体和待测表面，摄像机得到的是2幅有变形条纹的二维强度像。参考的变形条纹图像和待识别的变形条纹图像，经过联合变换相关(JTC)，得到自相关和互相关输出，最后根据输出的相关峰大小即可判别不同的物体。这种相关识别方法的实质是通过结构照明的方法，构造一个新的识别复函数，物体的高度分布以复函数位相的形式编码于新的识别复函数之中，因此该方法具有本征三维识别的特点。计算机模拟实验证明了这种方法用于三维物体识别的可能性。     

基于结构光投影的三维物体识别

本文提出了一种三维物体识别的新方法,将一正弦条纹投影到物体表面,摄像机得到的是有变形条纹的二维强度像。取出有变形条纹的二维强度像的基频分量的位相部分构造一个纯相位数字滤波器,以受到不同物体表面高度调制的有变形条纹的二维强度像作为输入图像,在频域中完成基频分量之间的相关,最后根据输出的相关峰值大小即可判别不同的物体。     

基于光流场理论测量物体变形相位的新方法

基于光流场理论,提出一种由两幅条纹图像解调出 物体变形相位的新方法。首先根据光流场理论,获 得两帧连续图像之间的光流矢量场;然后运用双幅图像中初始图像的条纹频率与矢量场进行 计算,获得 物体的全场变形相位分布。模拟结果和实 验结果表明,本文算法将直观的运动矢量场和变形相位的提取相联系,能够解调出物体变形 相位信息, 不需要相位解包络运算,过程简单方便,并且在条纹越密集处提取的变形相位信息越准确。 本文方法为计算 物体全场变形相位分布和动态测量提供了新的途径。     

基于结构光的高反物体三维形貌测量方法

提出了一种用于大面积高反物体的三维形貌测量方法。基于双色反射模型理论,提取了相机采集的条纹图像的漫反射分量,通过改进的反射分量分离算法对图像进行反射分量分离;对反射分量分离产生的图像空洞采用改进的种子填充算法进行修补;用三步相移结合质量引导算法得到连续相位,由系统标定的相位高度映射关系得到物体的高度信息。实验结果表明:所提方法实测误差约为0.23 mm,消除了93%～97%的高光像素,有效克服了反射光的干扰,对大面积反射光具有较好的稳健性。     

适用于快速三维形貌测量的二元结构光编码优化方法

基于计算机视觉的疲劳检测具有低侵入性、低成本 的优点,然而光照变化、面部表情、复杂背景等 仍然对检测率造成很大的影响。以卷积神经网络为代表的深度学习以其较强的特征提取能力 和鲁棒性在模 式识别领域取得了成功的应用。本文提出了一种基于级联卷积神经网络(CNN)结构的疲劳检 测算法。首先训练第 1级网络实现人眼与非人眼的分类,使网络充分学习人眼特征,当输入目标图像时,人眼区 域能快速从第 一级网络特征图中分离出来;然后将人眼图像传送给第2级网络检测眼部特征点位置,计算 眼睛张开度并 以此判断测试者眼睛状态,构造疲劳检测模型;最后根据连续多帧的眼睛状态序列,判断测 试者是否处于疲 劳状态。在检测误差为5%时,眼部4个特征点的平均检测正确率为93.10%,单点检测正确率 最高可达97.14%。 测试结果表明,在本文提出方法下眼睛的清醒和疲劳状态有明显的不同,证明本文提出的方 法有效可行,具有较好的应用前景。     

改进的基于结构光投影的三维物体识别

提出一种在识别后期采用修正的无零级条纹调节联合变换相关代替传统联合变换相关(CJTC)的新的识别方法.此方法在原基础上对功率谱作了一系列修正.理论分析、计算机模拟实验和对实物模型的识别实验结果都表明该方法不仅具有本征三维识别的特点,而且相对于CJTC而言其能够抑制相关面上的中央零级项,很大程度上锐化了一级相关峰,明显地提高了信噪比和识别力.该方法进一步拓宽了三维物体识别的应用前景.     

利用结构光进行水下测量的新方法

文章提出了一种利用结构光进行水下测量的新方法,利用结构光进行水下测量需要完成三部分工作,第一部分是进行摄像机内外参数的标定,第二部分是利用共面靶标,根据交比不变原理进行结构光参数的标定,第三部分是利用摄像机成像模型,根据第二部分标定出的结构光参数,将结构光的图像二维信息转化为水下目标物体的三维信息。本文在第二部分以及第三部分均做了创新,一是利用投影仪垂直投射多条相交于一点的结构光于玻璃平面;二是建立新的水下测量模型,通过延长水下光线交光轴于一点,形成新的光心,将摄像机的非线性模型转化为线性模型。     

基于傅立叶变换的单步相移三维物体面形测量的新方法

本文将基于傅立叶变换的单步相移技术用于物体的三维面形测量,其中相移采用改变全息投影条纹再现参考光的角度来实现：相位解调采用Gauss算法对变形条纹进行平滑和截断连接处理,研究结果表明：该测量系统的测量精度高（达到0．01mm),测量系统装置简单,测量速度大大提高。     

红外结构光人脸三维面形测量

文中提出一种基于红外结构光的人脸三维面形测量方法,通过投影红外条纹在人脸表 面,采用傅立叶变换轮廓术方法获取人脸三维信息,并给出了方法的原理、系统结构及实验结果。这种方法对检测对象不具有侵犯性,也满足特定环境隐蔽测量的要求,在三维人脸识别领域具有明显的应用前景。     

基于结构光方法的类镜面物体的面形测量

为了完成对类镜面物体的面形测量,首先分析了光学三维面形测量对物体含有高亮区的反光崎岖表面无法完整测量的原因,然后从测量系统的照明方式出发,提出一种基于结构光的测量的方法。该结构光采用的正弦光栅。在双频傅里叶变换轮廓术的基础上,通过起偏器和检偏器的作用,消除了高光的镜面反射对摄影系统的影响。该方法可以重建类镜面物体,测量精度较原来提高了3倍。理论分析和模拟结果均证明提出的测量方法的可行性和有效性。     

彩色编码结构光条纹边缘亚像素检测研究

基于彩色编码结构光中的RGB彩色条纹,提出一种基于彩色分量交点的条纹边缘亚像素检测方法。将彩色条纹图像由RGB模型转为l1l2l3归一化彩色模型,模型各分量不受环境光、拍摄角度和物体形状的影响,利用模型中各分量交点实现彩色条纹边缘检测。给出了彩色模型转换推导过程和条纹边缘检测算法,实验结果表明,本文算法的条纹边缘检测误差小于0.4pixel,条纹边缘检测平均误差小于0.2pixel,方差小于0.1pix-el2。     

多光通道结构光三维测量系统误差补偿研究

本文通过对多光通道结构光三维测量系统误差分 析发现,相机采集光强受通道间串扰以及投影、采 集图像器件非线性响应等误差影响。在分析串扰和非线性误差影响投影和采集光强的基础上 ,提出了针对 相机采集光强进行系统误差补偿的数学模型。投影0－255灰度图像到 白色平板并由相机采集,计算得到系 统内各光通道的非线性响应参数,以及投影纯色彩色条纹到白色平板计算得到各通道间串扰 系数,通过构 建的误差模型,同时补偿了非线性和串扰误差。实验结果表 明,经过误差模型修正后,展开 相位差从1.044 rad 降到0.121 rad,测量误差从0.707 mm减少到0.058 mm。本文提出的补偿模型从系统误差分析出发,可对串 扰和非线性误差同时测量与补偿,有效提高了多光通道结构光三维测量系统的测量精度。