基于三步相移法的结构光三维形貌测量MATLAB项目

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现三步相移结构光三维测量，通过投射相位偏移图案、计算相位分布及解包裹处理，精确重建物体三维轮廓。系统集成相位计算、解包裹和坐标转换模块，适用于快速、高精度的形貌测量应用。

详 情 说 明

基于三步相移法的结构光三维形貌测量系统

项目介绍

本项目实现了一套基于三步相移法的结构光三维形貌测量系统。该系统通过向物体表面依次投射三幅具有固定相位差的结构光图案，采集受物体表面形貌调制的变形光栅图像，利用相移法计算相位信息，并结合相机-投影仪系统的标定参数，最终重建出物体的高精度三维轮廓。该系统适用于工业检测、逆向工程等需要非接触式三维测量的场景。

功能特性

• 高精度相位提取：采用三步相移法，从三幅相位偏移图像中精确计算包裹相位。
• 鲁棒的相位解包裹：将包裹相位转换为连续的绝对相位，消除2π模糊。
• 准确的三维重建：基于相机与投影仪的标定参数，将绝对相位映射为物体表面的三维点云坐标。
• 结果可视化：支持生成并可视化三维点云模型，直观展示测量结果。
• 相位校正：支持使用参考平面图像进行相位校正，减小系统误差。

使用方法

1. 准备输入数据：

- 获取物体表面的三幅相位偏移图像（相位偏移量分别为0, 2π/3, 4π/3）。 - 准备相机与投影仪的标定参数文件（包含内参、外参、畸变系数等）。 - 准备参考平面图像（用于相位校正）。

1. 运行主程序：

在MATLAB环境中运行主程序文件，系统将自动执行相位计算、解包裹和三维重建流程。

1. 获取输出结果：

程序执行完毕后，将生成以下结果： - 包裹相位图（wrapped_phase.png） - 绝对相位图（unwrapped_phase.png） - 三维点云数据（point_cloud.txt） - 三维模型可视化窗口

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a 或更高版本
• 必要工具箱：Image Processing Toolbox

文件说明

主程序文件整合了系统的核心处理流程，其主要功能包括：读取三幅相位偏移图像并进行预处理；利用三步相移公式计算得到包裹相位；执行相位解包裹算法以获得连续的绝对相位分布；加载相机与投影仪的标定参数；将绝对相位信息转换为物体表面的三维世界坐标，完成三维重建；最终将计算得到的包裹相位、绝对相位和三维点云数据保存至文件，并可视化显示三维模型。