《高性能單幀投影動態三維面形測量技術的關鍵問題研究》是依託東南大學，由王辰星擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高性能單幀投影動態三維面形測量技術的關鍵問題研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王辰星
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
光柵投影三維測量技術具有成本低、精度高、非接觸等優點，其中的相移技術已實現對靜態物體的高精度測量，而動態三維面形測量技術的理論研究與實現仍面臨許多挑戰。單條紋圖三維測量僅需一幅被測物體的變形條紋圖，通過對有用信息的提取和恢復即可獲得物體的三維信息，其系統構成簡單、易操作，是近年來動態物體三維面形測量的主要技術手段。本項目以單幀圖像處理為前提，重點研究單幀投影動態測量技術中的條紋分析及相位解調、測量系統誤差的校正、條紋圖陰暗及高光區域的處理等關鍵問題，並涉及算法的最佳化及運算速度的提高等關鍵技術。項目旨在提高動態測量技術的精度、時效性和魯棒性等性能，針對實際套用出現的難點問題展開相關理論和算法的研究，同時，期望相關算法和技術的實現能夠推動動態測量系統的普遍套用。
結題摘要
動態三維測量技術的理論研究與實現一直都受到科技及工業界的關注，單條紋圖三維測量僅需一幅被測物體的變形條紋圖，通過對有用信息的提取和恢復即可獲得物體的三維信息，其系統構成簡單、易操作，是近年來動態物體三維面形測量的主要技術手段。本項目以單幀投影動態測量技術為研究重點，開展了以下工作：(1)對EMD(Empirical Mode Decomposition)理論及算法進行了研究:提出了RPSEMD算法，用自適應設計的正弦信號作為輔助，可解決模式混疊問題；將該方法擴展到二維空間，提出了SBEMD算法，可快速、有效地對二維圖像進行處理、分析。這些方法還可成為其他學科及領域的信號/圖像處理工具。(2)研究了單幀條紋圖的分析及相位解調：相繼提出基於RPSEMD和SBEMD算法的條紋圖分析和處理方法，可實現自動去除條紋圖的噪聲及背景分量，從而精確提取條紋信號及包裹相位。(3)解決了條紋投影測量可能出現陰暗、高光區域的問題：提出了基於SBEMD的條紋增強法，此外，還提出了基於高動態性能的自適應調整投影的方法，通過構造合適的環境光預先補償的手段來避免投影條紋產生過飽和區域。(4)研究了系統誤差的修正方法：提出了一種相位濾波法，濾除相位的周期性高頻諧波以去除系統的非線性誤差，同時可保留相位細節信息的完整性。(5)研究了用於測量系統的SBEMD算法及單幀相位展開算法的快速及最佳化設計，並將上述提出的算法進行整合，搭建了單條紋投影測量系統樣機。項目旨在解決具有複雜面形或處於複雜測量環境下動態物體的三維測量技術問題，項目成果提高了單條紋投影三維測量的精度，並為相關套用領域提供了技術手段；同時，所提出的算法和方法還可為其他領域提供參考和技術工具。
