Brox光流法驱动的高效物体表面形状测量新策略

本文介绍了一种新颖的物体面形测量方法，该方法基于Brox光流估计。这种方法的核心是利用投影仪、被测物体和CCD摄像机构成的测量系统。工作流程首先将光栅条纹以小角度投射到一个参考平面上，然后在物体加入前后分别捕获两幅条纹图像。通过Brox光流算法，能够计算出摄像机与观测点之间的微小位移，这些位移与物面的高度之间存在空间关系。 研究者首先分析了测量系统的空间几何结构，将摄像机、投影仪和观测点的位置关系建模，构建了数学模型。由于实际测量中可能出现误差，文章关注了这种误差产生的原因，特别是与测量系统设计和Brox光流算法的精度有关。通过结合球冠几何模型的数值模拟，研究人员揭示了误差来源并提出了相应的修正方法。 本文的理论模拟结果和实际测量结果显示了该方法的有效性和可行性，它能用两帧图像精确地恢复物体的高度信息，这相较于传统的傅里叶变换法有显著优势。它简化了测量过程，降低了时间消耗，特别适合于动态物体的测量，能够在快速变化的场景中提供准确的数据。 此外，文中还对所提出的测量方法与傅里叶变换法进行了对比，强调了新方法在测量精度、速度和适应性上的优越性。基于Brox光流估计的物体面形测量新方法为非接触式、高精度的物体形状测量提供了一个创新的解决方案，具有广泛的应用前景，特别是在工业生产和科研领域。