高反光物体三维重建：二值相移编码光栅投影的相位融合算法

"本文主要探讨了针对高反光对象表面的结构光三维成像方法，提出了一种基于二值相移编码光栅投影的相位融合算法，旨在提高三维重建的质量。该算法通过分析饱和相位误差，并利用二值相移投影图案的周期性和对称性来检测和修复这些误差。实验结果显示，该方法相较于基于光照强度判断的饱和误差检测方法，能更准确地识别出存在饱和误差的区域，并显著降低了饱和相位误差，提高了重建精度。此外，它在使用较少测量组的情况下，也能有效减少饱和相位误差的均方根值，且具有无需非线性校正和强抗干扰能力的特点，对于高反光物体的表面轮廓重建表现出色。" 在三维成像领域，尤其是在处理高反光物体时，传统的相位测量方法往往会遇到困难，因为反光表面容易导致相位饱和，进而影响重建的准确性和质量。为此，本文介绍的方法着重解决了这一问题。二值相移编码光栅投影技术是一种创新的手段，它通过使用特定的二值化相移投影图案，这些图案具有周期性和对称性的特点，可以用来识别和修复因高反光引起的相位饱和误差。 相位融合算法的核心在于对饱和相位误差的分析和处理。在传统的基于光照强度判断的饱和误差检测中，可能会出现误判或漏检的情况。而本文提出的算法则利用二值相移投影图案的特性，能够更精确地检测到饱和区域，避免了这种问题。实验数据表明，该算法在修复饱和相位误差后，无论是均方根值还是最大相位误差，都有显著的降低，分别减少了95.7%和96.1%。这证明了新方法在误差修复方面的优越性。 此外，与传统检测方法比较，该算法在减少测量组数量的情况下，仍能有效降低饱和相位误差的均方根值16.7%，这意味着在节省资源的同时，保持了高精度的三维重建。由于无需进行复杂的非线性校正，这种方法简化了处理流程，提高了效率，同时增强了系统的抗干扰能力，使其在处理高反光物体时更具优势。 本文提出的基于二值相移编码光栅投影的相位融合算法，为高反光物体的三维成像提供了一种高效、准确的解决方案，对于推动三维成像技术在实际应用中的发展，尤其是在工业检测、精密测量等领域，具有重要的理论价值和实践意义。