三频彩色条纹投影法：实现实时动态物体高精度轮廓测量

本文主要探讨了一种创新的三维测量技术——基于经验模式分解的三频彩色条纹投影轮廓术。这项技术旨在实现实时、高精度的动态物体测量，尤其适用于复杂运动物体的轮廓捕捉。其核心原理是利用低频、中频和高频的正弦彩色条纹通过投影仪的红(R)、绿(G)、蓝(B)通道同时投射到被测物体表面，然后由CCD相机从特定角度拍摄变形的条纹图像。这个过程的关键步骤包括： 1. 彩色条纹投影与图像采集：采用三频彩色条纹，每种频率对应一个颜色通道，以增强对物体细节的捕捉能力。CCD相机记录下物体表面条纹的变形情况，形成RGB三个通道的图像。 2. 背景干扰消除：通过将RGB三个通道的图像进行减法运算，可以有效地去除背景噪声和其他非目标信息，提高图像处理的准确性。 3. 经验模式分解：这是一种信号处理技术，用于将颜色信号分解成不同的载频项，每个载频项对应特定的频率成分，有助于区分和提取物体轮廓的变化信息。 4. 傅里叶变换：在解耦后的载频项上应用傅里叶变换，将时间域信息转换为频域，以便于相位的解调和分析。 5. 变精度去包裹算法：采用该算法按照低、中、高三种频率的顺序逐次处理相位数据，确保高频载频项的相位展开精度更高。 6. 精度验证：计算机模拟结果显示，这种方法的相位解调标准差小于0.0417 rad，显示出极高的测量精度。通过对比实验和实际的面部表情变化实验，进一步证明了该方法的可靠性和实用性。 7. 应用场景：这种技术在单次拍摄下就能实现相位解调和高精度相位展开，对于动态物体的轮廓测量具有显著优势，特别是在工业自动化、生物医学成像等领域具有广阔的应用前景。 基于经验模式分解的三频彩色条纹投影轮廓术提供了一种高效且精确的方法，能够满足实时和高精度动态物体轮廓测量的需求，对于推动相关领域的科研和工程实践具有重要意义。