用编码结构光实现物体的三维测量

资 源 简 介

用编码结构光实现物体的三维测量

详 情 说 明

编码结构光在三维测量中的应用

编码结构光是一种通过投射特定光图案并分析其形变来重建物体三维形貌的技术。其核心思想是利用投影仪向被测物体表面投射编码的结构光（如条纹、格雷码或相移图案），然后通过摄像机捕获变形后的光图案，最终通过图像处理和相位解调算法还原物体的三维坐标。

### 关键技术步骤

系统标定 在开始测量前，必须对摄像机和投影仪进行标定，以确定它们的内部参数（如焦距、畸变系数）和外部参数（如相对位置和姿态）。这一步骤直接影响后续三维重建的精度。

结构光编码与投射 常用的编码方式包括二进制编码、相移法和混合编码。其中，相移法因其高分辨率特性被广泛采用，它通过投射多幅相位不同的正弦条纹，利用相位变化计算物体表面的高度信息。

图像采集与预处理 摄像机捕获被物体调制后的光条纹图像，预处理步骤包括去噪、对比度增强和光条中心提取，以提高后续相位计算的准确性。

相位解调与三维重建 利用相位解调算法（如傅里叶变换或相位展开）将变形条纹转换为连续的相位信息，再结合标定参数将相位映射为三维坐标，完成物体表面的点云重建。

### 技术优势与挑战 编码结构光技术具有非接触、高精度和高效率的特点，适用于工业检测、逆向工程等领域。然而，其测量精度受环境光、物体反射率和系统标定误差的影响，需通过优化算法和硬件配置来提升鲁棒性。