红外与激光工程
2023, 52(5): 20220825
1 四川大学电气工程学院,四川 成都 610065
2 四川省产品质量监督检验检测院,四川 成都 610100
在结构光三维成像中,待测场景的高反光区域会在相机成像阵列上出现饱和,这会影响相移法结构光的相位准确度。针对这一问题,提出一种自适应相移结构光测量方法。首先,投射若干幅均匀灰度图像,并检测高反光区域和饱和程度,逐像素点确定最优投影光强。然后,根据目标特性降低投影强度实现坐标映射,生成一组高动态范围的自适应调制条纹。最后,对于饱和程度较大的区域,结合坐标映射的相位进行相位融合。实验结果表明,相比于传统方法,所提方法能够更加准确地对投影光强进行调整,相位的最大均方根误差(RMSE)和饱和区域RMSE分别减小了99.43%和92.48%,有效地提高了高反光区域的形貌测量精度。
测量 光强饱和 相移结构光 最优投影光强 自适应条纹 相位融合 光学学报
2022, 42(16): 1612001
1 上海交通大学机械与动力工程学院, 上海 200240
2 中国航天科工集团第二研究院第二总体设计部, 北京 100854
金属结构件的三维形状测量是评定金属构件加工质量的基础,基于结构光的三维重建方案受到金属构件中的高亮反射影响,存在着信噪比下降,甚至数据缺失的问题。针对金属构件检测中的高光问题,提出了一种自适应的条纹投影测量方案,并将其应用到金属表面的形状尺度测量中。采用了结合阈值化方法和色彩空间变换的方法检测图片高光区域,使用基于极线约束的投影-相机双视图搜索方法获取相机投影仪之间的变换关系,提出了基于双向反射分布函数(BRDF)光学成像模型的条纹调制参数生成方案,实现了投影条纹的像素级调制。实验结果表明,所提方案在减少投影次数提高测量效率的同时,高光区域测量结果的无效区域补偿率达51.3%,测量精度提升77.4%。
测量 相位测量 高反光表面 自适应条纹 光度学
1 中车南京浦镇车辆有限公司, 江苏 南京 210031
2 江苏集萃华科智能装备科技有限公司, 江苏 无锡 214174
在高反光物体的表面形貌视觉测量过程中, 物体的镜面反射特性会导致获取的图像部分区域过曝而产生错误的计算结果。为解决这一问题, 首先对自适应条纹算法进行改进优化, 以减少使用面结构光测量过程中的投影次数, 提高运算速度; 然后对最大投影亮度进行调整, 并在此基础之上实现了一种测量高反光物体形貌的双目面结构光算法。实验结果表明, 该算法可以有效减轻所述对象表面的过曝程度, 减少高反光物体表面测量的噪点和无效点, 提高测量数据的质量。
面结构光 高反光物体 自适应条纹 相位误差 coded structured light high reflection object adaptive fringe phase error
湖北工业大学机械工程学院现代制造质量工程湖北省重点实验室, 湖北 武汉 430068
提出了一种基于图像融合和插值预测的自适应条纹投影方法。该方法首先基于多幅掩模图像融合求取了最佳投影灰度值所需的饱和阈值,并结合插值预测查找算法求得了最佳投影灰度值;然后通过降低整体投影强度,在不饱和情况下进行了坐标匹配,最终生成自适应条纹;最后将生成的自适应条纹投射至被测物体,并利用外差式多频相移法进行了相位解算和三维面形重构。实验结果表明:所提方法实现了局部过曝区域的相位信息的完整提取,绝对方向和正向的平均误差与标准偏差值均小于传统方法,且绝对方向平均误差减少了84.1%,正向标准偏差值减少了69.4%。所提方法有效地解决了高反光物体三维面形测量的难题。
测量 面形测量 高反光表面 自适应条纹 图像融合 插值预测 多频相移
1 河北工业大学机械工程学院, 天津 300130
2 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
针对三维形貌测量技术中彩色物体表面反射率的非均匀性影响测量结果的问题,提出一种基于自适应条纹投影的三维形貌测量技术,该方法可避免彩色物体表面反射率非均匀的影响,提高系统的测量精度。彩色相机采集RGB光强图像,并根据物体表面颜色的反射特性计算每个像素点的最优投射光强和颜色;采集水平和垂直的正弦条纹序列,利用计算所得绝对相位值将相机图像坐标系中每一个像素点的最优投射光强和颜色映射到投影仪像素坐标系;投射自适应条纹序列进而测量彩色物体的三维形貌。实验结果表明,该方法能够有效测量彩色物体三维形貌,具有很高的测量精度。
机器视觉 自适应条纹投影 三维形貌测量 彩色物体 相位测量