小波變換輪廓術(shù)理論和技術(shù)研究.pdf

1、基于結(jié)構(gòu)光投影的主動(dòng)三維測量方法由于其高分辨率、非接觸、無破損、數(shù)據(jù)獲取速度快等優(yōu)點(diǎn)而被公認(rèn)為最有前途的三維測量方法。傅立葉變換輪廓術(shù)通過攝像機(jī)采集一幅因物體表面起伏變化而引起的變形條紋圖像,采用傅立葉變換技術(shù)提取條紋圖像的相位信息,進(jìn)而獲得物體表面的三維輪廓。本文通過對(duì)傅立葉變換輪廓術(shù)的理論分析,指出其不適合短時(shí)非平穩(wěn)信號(hào)的缺點(diǎn),提出了小波變換輪廓術(shù)和改進(jìn)的小波變換輪廓術(shù)。
　　 首先,分析了小波變換在處理動(dòng)態(tài)信號(hào)上的優(yōu)勢(shì),闡

2、述了小波變換輪廓術(shù)的基本原理,根據(jù)非平穩(wěn)動(dòng)態(tài)信號(hào)分析的需要,從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面,對(duì)母小波函數(shù)進(jìn)行了考察,提出適合條紋圖像分析的母小波函數(shù)。
　　 其次,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定是結(jié)構(gòu)光三維測量技術(shù)中的關(guān)鍵問題之一,其標(biāo)定精度直接決定系統(tǒng)的精度。本文采用張正友提出的攝像機(jī)標(biāo)定法,并用鋁制的高精度標(biāo)定板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的棋盤格,從而提高了攝像機(jī)的標(biāo)定精度。在投影儀的標(biāo)定上,通過建立攝像機(jī)圖像與投影儀圖像的對(duì)應(yīng)關(guān)系,賦予投影儀“拍攝”圖像的能力,從

3、而將投影儀參數(shù)標(biāo)定問題轉(zhuǎn)化為傳統(tǒng)的攝像機(jī)參數(shù)標(biāo)定問題。
　　 再次,采用連續(xù)小波變換提取相位信息,通過小波變換由表現(xiàn)為頻率/尺度空間的局部最大的“脊”提取得到相位信息,再由相位信息中用三角測量法重建物體的三維高度。為獲得高精度的相位信息,本文對(duì)兩種脊提取算法進(jìn)行了分析評(píng)價(jià),其一是常規(guī)的最大值“脊”提取算法,另一種采用的是成本函數(shù)“脊”提取算法。
　　 最后,在分析了傳統(tǒng)小波變換輪廓術(shù)在的三維測量上對(duì)于物體在反射率上的弱勢(shì)