重叠相移光栅分离方法在双投影三维测量中的应用

"本文主要探讨了在双投影结构光三维测量中的一个重要问题——如何从重叠相移光栅中分离出原始投影信号。传统的单投影仪单相机结构在测量复杂物体时存在遮挡和阴影问题，影响测量数据的完整性。为解决这一问题，研究者提出了一种基于灰度互补关系的重叠相移光栅分离方法，通过调整相移光栅的时间和顺序，在不改变测量系统结构的情况下，有效消除重叠部分的干扰信号，从而提高测量效率和数据完整性。实验结果证实了该方法能够准确分离重叠相移光栅信号，生成完整的点云数据，并加快测量速度。" 详细说明: 在三维测量领域，结构光技术是一种常用的方法，它通过将特定的光栅图案投射到被测物体上，再由相机捕获，进而计算出物体表面的三维信息。然而，当使用单投影仪单相机系统时，遇到复杂形状的物体时，由于光线遮挡和阴影效应，可能会导致测量数据不完整。为了解决这个问题，双投影单相机系统被引入，它可以扩大成像范围，减少阴影区域，提高测量效率。 本文聚焦于双投影系统中一个关键的技术挑战，即如何从部分重叠的相移光栅中提取原始的投影信号。相移光栅是一种在光栅图案中引入相位变化的技术，通常通过四步相移法来实现，即在不同时间投影四个具有相位差的光栅，通过图像分析来恢复物体表面的深度信息。但在双投影系统中，光栅的重叠部分会相互干扰，使得信号分离变得困难。 为解决此问题，研究人员提出了一种创新的分离方法，该方法基于灰度互补关系。通过调整相移光栅的投影时间序列，可以在不修改现有测量系统硬件的情况下，有效地消除重叠部分的干扰信号。这种方法的核心在于利用光栅图案的灰度信息，通过特定的算法来分离出每个投影源的独立信号。 实验结果验证了这种方法的有效性。通过这种方法，不仅能够准确地分离出重叠相移光栅的信号，还能获得完整的点云数据，即物体表面的三维点集。点云数据是三维测量的重要输出，它提供了物体表面的精细几何信息。此外，该方法还显著提高了测量速度，从而提升了整个三维测量系统的性能。 这种基于灰度互补关系的重叠相移光栅分离方法为双投影结构光三维测量提供了一个高效且精确的解决方案，对于提升复杂物体的三维重建质量和速度具有重要意义，尤其是在工业检测、机器人导航、虚拟现实等应用中具有广阔的应用前景。