1、研究目的
(1)提高编码结构光三维轮廓测量的可靠性。
(2)在保证一定测量效率条件下,进一步提高彩色编码结构光三维轮廓测量精度。
2、双参数条纹中心提取结果的可信度评价
(1)评价参数ρ:用平均能量ρ对条纹中心提取结果的可信度进行评价。
式中:W---条纹截面宽度,E---拍摄条纹的能量。
(2)评价参数D:对条纹灰度分布进行加权处理,用加权前后的条文中心位置差进行评价。
式中:C1---加权前条纹中心,C2---加权后条纹中心。
加权公式:
(3)剔除误差数据的阈值设置:
式中𝜇D为D的标准差,𝜎D是D的均值。
3、两层彩色时空编码
图1 第一层编码(时间编码)
图2 两层彩色时空编码对应关系示意图
图3 实测半球图
4、系统色差标定与矫正
图4 结构光系统色差示意图
图5 色差库建立示意图
图6 色差库建立流程图
色差补偿步骤:
Step 1、将包含误差的三维点的深度坐标和其对应的投影特征图像坐标,输入至误差库;
Step 2、利用三线性插值方法对未包含在误差库中的误差进行插值;
Step 3、根据Step 2中的到的误差库中的值或者插值得到的误差值矫正对应的特征的投影仪图像坐标;
Step 4、根据补偿后的投影仪图像坐标重新计算三维点云。
5、测量实例
图7 测量实例
6、结论
(1)使用双评价参数方法可自动识别并剔除粗大误差数据;
(2)两层时空编码结合时频分析方法可将彩色编码结构光测量精度提高至与单色编码结构光测量精度相近;
(3)根据色差库的建立和补偿方法,可将色差引起的误差进行消除。