基于彩色光栅投影的相位测量轮廓术

提出一种新的基于彩色光栅投影的三维面形测量方法.将相移量为2π/3的RGB调制的正弦光栅复合成彩色光栅投影到被测物体表面,利用相移算法求解出相位,最终获得物体的三维数据.该方法只需一幅投影条纹图就可以完成三维测量,同时给出了理论分析和计算机模拟.     

基于三角形光强分布光栅投影的三维测量方法

针对相位测量轮廓术中正弦光栅制作工艺复杂的问题,提出一种基于三角形光强分布光栅投影测量物体三维形貌的方法.测量时,将三角形光强分布光栅投影到被测物体表面,摄像机获取变形条纹图,通过系统参数和条纹图携带的相位信息求解出物体的三维面形.推导出通过三角形光强分布光栅求解相位的公式.实验结果表明,提出的方法具有较高的精度和可行性.     

相位测量轮廓术中正弦光栅的构造及频谱分析

为了获得三维物体表面的正弦光强投影分布,提出了矩形光栅组合准正弦投影光场的方法。选择适当的光栅组合参数,可得到一个近似的正弦分划板。频谱分析和光学实验验证了设计的合理性。模拟了光栅投影的光强分布曲线,建立了组合准正弦光栅的数学模型,并对构造的准正弦光栅进行了频谱分析。其频谱分布与正弦振幅光栅的傅里叶变换频谱具有相同的特点。研究结果为刻划正弦光栅的设计和理论研究提供了有益的思路。     

基于双频光栅条纹的小波变换轮廓术

双频光栅投影的小波变换轮廓术中,投影具有高低两个载频的双频光栅在被测物体表面,通过小波分析提取出两条小波脊线,从而根据这两条脊线计算出对应的两组相位信息.为了得到满意的测量结果,两个光栅载频之间必须满足一定的关系.在此,通过对双频光栅投影的小波变换轮廓术进行频谱分析,从理论上导出了采用该方法获得正确的相位所必需遵循的结构条件和抽样条件,并根据高低频率之间内在关系,通过获取可靠的低频相位展开级次来指导高频截断相位的展开,保证了相位展开的可靠性.给出了完整的理论推导过程以及计算机模拟,证实了理论的正确性.     

非接触三维测量中新的相位—高度分析模型

提出了一种新的基于发散投影模型的三维面形测量的相位—高度分析算法.它不要求测量系统的投影光轴和成像光轴共面,入射光瞳和成像光瞳连线与参考平面平行的严格条件限制,光源发散投影分析更与实际情况相一致.该模型避免了实际应用中校正双瞳的麻烦以及由于系统装置摆放不精确而造成的误差.使搭建平台更加的方便容易.而且测量过程只需要一帧条纹图,并不需要参考平面的条纹图,使测量更加方便快捷.     

数字光栅投影轮廓测量系统不确定视角标定法

建立了数字光栅投影轮廓测量系统的简易标定模型,以实现测量系统的简便化和便携式应用。该标定模型基于绝对相位提取和空间映射技术,仅需确定像面坐标和绝对相位到空间坐标的转换矩阵。标定矩阵由Levenberg-Marquardt算法优化求解,其中所需的已知空间点阵列借助新型虚拟三维靶标实现。该虚拟靶标基于不确定视角摄像机标定法,仅需要一个平面靶标,避免了使用昂贵的平移设备,极大地降低了标定系统的成本和复杂度。对标定系统进行了大量实验,并使用标定球对测量系统进行了测量精度评价。实验结果表明标定精度高于0.2mm,证明该标定法具有很好的应用价值。     

数字光栅投影轮廓测量系统不确定视角标定法

建立了数字光栅投影轮廓测量系统的简易标定模型,以实现测量系统的简便化和便携式应用。该标定模型基于绝对相位提取和空间映射技术,仅需确定像面坐标和绝对相位到空间坐标的转换矩阵。标定矩阵由L evenberg-M ar-quardt算法优化求解,其中所需的已知空间点阵列借助新型虚拟三维靶标实现。该虚拟靶标基于不确定视角摄像机标定法,仅需要一个平面靶标,避免了使用昂贵的平移设备,极大地降低了标定系统的成本和复杂度。对标定系统进行了大量实验,并使用标定球对测量系统进行了测量精度评价。实验结果表明标定精度高于0.2mm,证明该标定法具有很好的应用价值。     

用时间域相位解包法测量不连续物体的三维轮廓

针对传统相位解包方法不能测量不连续物体轮廓的问题,提出了一种基于时间域相位解包的傅里叶变换技术.该技术采用先投影一系列间距随时间变化的正弦条纹图到被测物体上,再用电荷耦合器件和图像采集卡来获取由物体面形调制而变形的条纹图,并沿时间轴对这些变形条纹做傅里叶变换、滤波和反变换,然后沿时间轴解包,得到图像上每个时刻每个像素点的相位.由此得到的相位值在像面内是相互独立并且是沿时间轴变化的,这个相位变化率包含有物体的高度信息.实验表明,该技术成功地解决了不连续物体的轮廓测量问题,与传统的空间相位解包方法相比,该技术最大的优点是能够方便、准确地测量不连续和大陡度物体的轮廓.     

复合虚拟光栅在投影栅相位法上的应用

通常准确测量物体的突变形面,采用一种双频变精度方法.该方法测量周期长,动态性较差,所以提出了基于虚拟复合光栅投影的三维轮廓测量技术.在计算机上模拟生成虚拟光栅,将两种频率的光栅合成为投影复合光栅进行测量.本文给出了这种测量技术的原理,实验结果表明,采用复合虚拟光栅投影三维形貌测量技术可以有效地解决相位展开所产生拉线的困难,实验效果较好.     

投射光栅的三维形体重建

针对光栅投影三维形体重建过程中,获得的相位存在2π折叠问题,采用格雷编码光栅将视场范围分割为2N个子区域,然后在每个子区域内采用相移法获得-π与π的相位,视场上每个点的相位为编码与相位的结合,依据双目立体视觉理论,就可以计算出每个视场上每个位置的深度信息.     

改进的三步相位测量轮廓术

提出一种的可控制相移量的新三维测量方法,按照预定的相移量将三幅等相移正弦光栅图设定好,由投影仪投影该三幅光栅图到待测物体表面,对应采集三帧变形条纹图,通过改进的相位计算模型提取相位,结合高度映射公式计算出物体三维面形.新改进的方法可以有效地提高测量精度,仿真实验表明了该方法的有效性.     

基于傅里叶变换移相测量的相位测量轮廓术

移相误差是移相法相位测量轮廓术的主要误差来源,提出一种对实际步进移相值进行测量,消除移相误差对相位测量影响的算法,该算法将傅里叶变换相位测量和移相法相位测量相结合,利用傅里叶变换相位原理测量每次移相的实际相移量,然后根据相移实测值计算相位分布,进而获得物体表面蝗三维数据。该算法能够准确测量每步移相的实际相移量,不要求移相的均匀性和重复性,只需３帧图像就可解调出相位分布,不受移相误差的影响。仿真结果证实了该算法的有效性,实际图像数据处理结果表明,该算法可以基本消除由移相引起的误差。     

一种采用单照相机的三维人体测量方法

非接触式三维人体自动测量是现代化人体测量技术的主要特征,也是今后人体测量的趋势所在.在分析国内外非接触式三维人体测量方法的基础上,提出一种采用单照相机的三维人体测量方法.首先通过在单照相机前加一套镜面组合系统,进行实时拍照,获得一张同时记录人体的正面和侧面的照片;然后通过基于图像的人体特征区域和特征参数提取得到人体尺寸信息(尺寸、轮廓点和轮廓线).试验结果验证了此方法的可行性.     

基于粒子滤波算法的三维关节型人体运动跟踪

针对复杂背景,提出了一种新的基于三维关节型人体模型和粒子滤波器的人体运动跟踪算法,并基于此开发了一套鲁棒性强、精度高的应用系统.首先构建一个简易且完备的三维关节型人体模型.然后对经标定、校正之后的图像做背景减除,计算场景深度信息、前景轮廓信息、手臂轮廓信息,将这些特征与人体模型特征进行匹配,生成似然函数,使用粒子滤波得到模型的各个参数,恢复人体上身姿态.实验结果表明,此算法能够对各种复杂背景、不同光照条件、不同跟踪对象、各种姿态的人体进行跟踪,具有较强的适应性和抗干扰能力.     

位相测量轮廓术中二元误差扩散光栅的研究及应用

提出了一种误差扩散的二元编码模板,用于产生较为精确的正弦光场.通过计算机仿真分析了该方法产生的正弦光场与标准的正弦光场之间的误差,以及误差与二元编码模板每周期采样点数的关系.实验证实了这种二元编码模板用于PMP系统的可行性.     

Auto-measuring System of 3-Dimensional Human Body

To realize the automation of fashion industry measuring, designing and manufacturing, the auto-measurement of 3D size of human body is of great importance.The auto-measurement system of 3D human body based on Charge Coupled Devices ( CCD) and infrared sensors is presented in this paper. The system can measure the bare size of human body that excludes the effect of clothing quickly and accurately.     

复Morlet小波的三维测量技术

为扩大小波变换轮廓术在三维测量领域的应用,提出了获得物体三维形貌的方法。该技术基于复Morlet小波变换理论,采用结构光照明,用最大值法提取小波变换的脊,获得变形光栅的包裹相位及整幅图像的包裹相位分布,再做相位展开。实验表明,该方法的误差在-0.37～0.38rad,能够满足物体三维测量技术要求。     

基于三维人体测量的福建地区青年男性腰臀区间形态分析

为提高男性裤装合体度与舒适度,本文着重探讨与人体裤装密切相关的腰臀区间形态特征。随机抽取福建地区182名18~22岁青年男性为样本,通过三维人体测量方式采集人体腰臀区间的相关数据,分别对腰臀区间截面形态、围度形态、立体形态进行分析。结果表明臀横矢比与腰横矢比离散程度较小,横矢比较腰横矢比略大;腰围与臀围存在较强的线性关系;通过主成分分析提取8项典型指标,运用K-均值聚类法和方差分析,最终将腰臀区间曲面形态分为6类,为福建地区男性裤装设计提供理论参考。