一种基于投影仪散焦解相位的光栅投影三维快速测量方法

【技术领域】

[0001] 本发明涉及三维信息重构领域，尤其是一种基于投影仪散焦解相位的光栅投影三 维快速测量方法。

【背景技术】

[0002] 光学三维测量技术能够准确获取物体的三维面形数据，可用于三维模型重建、物 体表面轮廓测量、工业环境中的尺寸和形位参数的检测等，因此它在虚拟现实、投影特技、 医学整形和美容、工业产品的外观设计、艺术雕塑和文物保护等领域都有广阔的应用前景。

[0003] 光栅投影法是一种重要的三维测量技术，通过向物体表面投射正弦光栅，将物体 的高度信息以相位的形式调制在光栅中，利用CCD相机获得物体表面的光栅条纹图像，并 使用条纹分析方法对条纹图像进行处理，提取其中的相位，从而建立物体的三维信息。

[0004] 基于DLP(digitallightprocessing)投影仪的数字光栅投影技术越来越多的用 于高质量实时光学三维测量，但传统的三维测量方法往往无法同时达到高速和高质量。在 实时三维测量系统中，投影正弦光栅或是散焦二值光栅决定了测量系统所能达到的速度。

[0005] 散焦是针对DLP投影而言。正常使用时，投影仪镜头一般调节到聚焦状态，散焦是 相对于聚焦而言，适当调节聚焦旋钮使投影画面模糊，即可达到不同程度的散焦。二值光 栅散焦技术相对于传统的正弦光栅投影技术具有明显的优势。投影仪接受的始终是二值 (0-1)图像而非灰度图像，因此相机采集各图像通道数据时曝光时间可以设置为远小于通 道的持续时间，这使得测量速度达到DLP投影仪的最大刷新频率120帧每秒。散焦技术的 另一优势就是投影仪不需要非线性校正。

[0006] 解相位是相位法中重要的一步，也是光栅投影法的基本问题之一。为了提高解相 位的准确性，通常采用灰阶码等编