单目和双目结构光三维扫描技术及系统标定

资源摘要信息:"相移+格雷码，多频外差技术以及单目和双目结构光三维扫描是现代计算机视觉和图像处理领域的重要研究方向。相移技术通过改变条纹的相位来获取物体表面的三维信息，而格雷码技术能够加速结构光扫描中的二进制编码过程。多频外差则是通过使用不同的频率对同一场景进行多次扫描来增加数据的鲁棒性和精确度。相机标定和投影仪标定是获取精确三维信息前的必要步骤，用于校准设备的内在参数。 在本资源中，详细描述了实现这些功能的代码，代码采用Matlab和C++编写。Matlab版本主要涉及相位的编码与解码，而C++版本则提供了更高效的执行性能，适用于需要大量数据处理和实时计算的场景。代码中还包含了两个主要的类，GrayCoding和MultiFrequency，分别用于处理相移+格雷码的编码和解码，以及三频四相编码与解码的功能。 GrayCoding类中的GenerateFringe函数负责生成条纹图像，包含条纹宽度、相移步数以及图像分辨率等参数的设定。生成的条纹图像用于后续的相位解码。SolvePhase函数则是用于解码条纹图像，获取物体表面的深度信息。MultiFrequency类则关注于多频外差技术的实现，通过不同的频率扫描来提取三维信息。 对于想要深入了解和应用这些技术的开发者而言，本资源不仅提供了代码实现，还包含了对于条纹图像生成、相位解码、相机和投影仪标定等关键概念的解读和分析。" 知识点详细说明： 1. 相移+格雷码编码与解码技术：相移技术通过改变投影到物体表面的条纹相位来获取三维信息，而格雷码技术则通过特殊的二进制编码方式来加速编码过程。相移+格雷码结合了两者优势，能快速而准确地进行结构光扫描。 2. 多频外差技术：此技术涉及使用不同的频率对同一场景进行多次扫描，通过频率的差异来提高数据的可靠性和精确度。外差方法能有效减少噪声干扰，提升扫描数据的质量。 3. 单目与双目结构光三维扫描：单目结构光扫描只使用一个相机来捕捉变形的条纹图，需要进行复杂的几何计算以重建物体的三维模型。双目结构光扫描则利用两个相机从不同视角捕捉图像，通过立体匹配技术来获取深度信息。 4. 相机和投影仪标定：标定是获取精确三维测量数据的关键步骤，标定过程包括确定相机和投影仪的内部参数（如焦距、主点坐标等）和外部参数（如旋转和平移矩阵），确保从图像到实际物理尺寸的转换准确无误。 5. Matlab与C++代码实现：Matlab版本的代码便于快速开发和测试，适合算法的验证和初步的实验。而C++版本的代码则适合生产环境和实时计算，C++的执行效率更高，更适合处理大规模数据。 6. 条纹图像生成与处理：条纹图像是相移+格雷码技术中用于捕捉物体表面三维信息的重要工具。通过编程生成条纹图像并对其进行编码和解码处理，可以从图像中提取出精确的深度信息。 本资源为相关领域的研究人员和技术开发者提供了宝贵的资料，帮助他们理解和实现先进的三维扫描技术，从而推动计算机视觉和图像处理技术的发展。