1。4  结构光三维测量研究现状

结构光编码方式总体上可分为时域编码和空间编码。近二三十年来，国内外的许多学者在编码结构光三维形态的测量领域做了很多突出的贡献[10-11]。下面主要谈谈两种的研究现状。

1。4。1  时域编码结构光

在时域编码结构光中，每个编码字都是由摄像机拍摄到的投影的序列确定的[12]，因此只有获取全部的图像才能确定编码字，时域编码结构也常常用于测量静态物体的三维形态。它有好多种现在广泛使用的方法。激光扫描三维形态测量法由激光器和相机组成，激光器投影出单个激光束来移动扫描整个物体的表面,而根据所得的每张图像，用三角变换原理来求出光束位置处点的信息。格雷码编码的方法因为Gao[13]等人开发的给予高速相机和投影仪的实时三维测量系统能达到上百帧的测量速率，也说明了通过减少时域编码光投影时间间隔的方法可以使高速视觉中动态场景三维形态测量同步误差可以减少，但对于运动物体的三维形态测量还显得不够精确。此外广泛应用的还有灰度级编码方式[14]和相移法编码方式[15]。

1。4。2  空间编码结构光

空间编码结构光法通常利用包括亮度信息，色彩信息，以及特定的几何形状信息的像素的领域信息来确定编码字[16]。这种方法充分的去利用图像中像素领域信息，尽可能的减少投影图像的数量。现在比较常用的有De Bruijn序列编码法，非规则编码法以及M-arrays 编码法[17]。文献综述

1。4。3  时间空间域混合编码

因为时域编码有着可以获得较高的空间分辨率和测量精度，而且编解码快速简单，对于待测物体没有什么特殊要求的优点，但只适合测量静态物体的三维形态，而空间编码与其相反。所以Ishii[18]等人提出了一种时空结合的结构光编码方法，结合了空间编码在运动物体测量中鲁棒性优点和时域编码在静态测量中的高精度优点，叫时间空间混合编码方式。但是其对于快速运动物体的三维测量还做的不够稳定和精确。

1。4。4   直接编码方式

直接编码的方法是一种采用图像强度信息或颜色信息直接编码的方法。图上的每一个像素都是通过其灰度值或颜色信息来进行唯一区分。因为每个像素点的唯一性，所以需要大范围的灰度和颜色的级别。且这种编码方法需要额外的参考投影图像来解码。这种方法的优点是可以一定程度的减少投影图像数目，来获得高的空间分辨率。缺点在于测量精度因为抗背景噪声等能力差而显得比较低。

近些年来，国内许多知名大学如华中科技大学[19-20]，上海交通大学[21-23]，北京航空航天大学[24-26]，清华大学[27-28]等等都对于结构光的三维测量进行了大量的深入研究且有些成果已经具有商业用途。

1。5   本课题意义及其主要的研究内容

三维面型测量越来越成为无论是生产中还是科研中人们所需要的一种关键技术。现用的技术当中，很多都会有小瑕疵。空间移相法对于移相器要求高，且需要三幅以上的图片。傅里叶变换计算量稍大，且会受到非正弦型影响等等。研究人员旨在研究现有条件下的一种方便快捷且应用型比较高的算法来测量三维面型。这时候虚条纹相移法应运而生。它既节省了移相器，减少了移相不精确可能带来的误差，只需要一幅图像。而且计算比较快速，能够节省很多时间。来-自~优+尔=论.文,网www.youerw.com +QQ752018766-

本文对于结构光的测量原理进行了分析和理解，尤其是其中的虚条纹相移法。针对虚条纹移相法也用matlab程序进行仿真测试和效果重现，同时在实验室当中进行了设备的搭建，对实物也进行相应测试，在计算机上面来检验和进行结果呈现。用实验验证虚条纹相移法的可行性以及提出这种方法可能的缺点和分析实验当中出现的一些误差。也从中得到一些有用的结论，对后来的研究者一个参考和建议。