基于光柵投影的水下小物體三維重建

摘 要： 為提高水下目標測量精度，解決光在水下傳播時導致水下圖像模糊和多介質引起的光線路徑改變等問題，研究基于光柵投影的水下小物體三維重建方法。文章提出格雷碼結合相移法的光柵投影測量方法，利用蒙特卡洛方法模擬光在水下傳播分析誤差，通過引入水下折射模型和去霧處理來校正多介質引起的光線路徑改變和圖像模糊導致的誤差，結合標定結果和光柵投射在被測三維物體表面的相位信息，完成三維重建。為驗證該方法的有效性，搭建由攝像機、投影儀組成的光柵投影三維測量系統。實驗結果表明：重建物體尺寸與實物尺寸相對誤差小于5%，實際距離相對誤差小于4%，該方法可以有效抑制光柵投影在水中存在的測量誤差，從而提高水下三維模型完整性。

關鍵詞： 光柵投影; 蒙特卡洛法; 去霧處理; 三維重建

中圖分類號： TB9; TP391 文獻標志碼： A 文章編號： 1674–5124（2025）01–0166–07