一種基于參數(shù)標(biāo)定的投影條紋周期簡易校正方法

（內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051；內(nèi)蒙古自治區(qū)特殊服役智能機(jī)器人重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051）

引言

光學(xué)三維輪廓測量在逆向工程、機(jī)器人視覺、虛擬現(xiàn)實(shí)、醫(yī)學(xué)圖像診斷等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用[1-2]。條紋投影測量法是一種重要的三維輪廓測量技術(shù)，具有非接觸、全場測量，測量速度快等優(yōu)點(diǎn)[3-4]。條紋投影三維輪廓測量系統(tǒng)通常需要偏轉(zhuǎn)投影儀的鏡頭光軸，獲得合適的光軸夾角。對于參考平面而言，此時處于傾斜投影狀態(tài)，需要采用遠(yuǎn)心鏡頭投影[5]來保證條紋周期的一致性。如果采用普通鏡頭進(jìn)行傾斜投影，則參考平面上條紋周期不再恒定，必然導(dǎo)致相位-高度映射模型復(fù)雜化[6]，對后續(xù)測量系統(tǒng)標(biāo)定帶來困難[7]。此外，若采用傅里葉變換法也就是傅里葉變換輪廓術(shù)[8-9]進(jìn)行相位復(fù)原，會影響頻域?yàn)V波操作，甚至影響系統(tǒng)測量精度。特別是應(yīng)用在大視場測量時，這種現(xiàn)象對測量精度的影響會更加嚴(yán)重。

針對上述情況，可通過對投影條紋周期進(jìn)行校正來解決，許多學(xué)者對此進(jìn)行了研究。當(dāng)傾斜投影時，若把參考平面上的條紋周期看成恒定值，將會產(chǎn)生高度測量誤差。為此，Sansoni 等人[10]提出一個誤差補(bǔ)償算法作為校正措施。Maurel 等人[11]指出參考平面上條紋周期從左向右逐漸增大，如果得到傾斜投射角則可以得到參考面上的條紋周期表達(dá)式。Zhang 等人[12]、和Fu 等人[13]在傳統(tǒng)二維模型基礎(chǔ)上建立了光柵投影模型的方法，提高了測量精度。這2種方法需要事先測量出模型中的未知參數(shù)，例如Zhang的方法需要測量出投影儀光軸和攝像機(jī)光軸之間的夾角，測量難度較大；……