NPC-SPU:基于非线性相位编码的立体相位解封,用于高效的3D测量

科学领域:

• 光学和光子学 在光学和光子学.
• 计算机视觉和图像处理
• 计量学 计量学 计量学

背景情况:

• 使用相位移结构光的3D成像对于非接触式工业测量至关重要.
• 现有的方法,如多频异常 (M-FH) 和空间域调制相位移 (SDM-PS) 有局限性,包括许多所需的图像或妥协的准确性,并且对运动敏感.

研究的目的:

• 提出一种基于非线性相位编码的立体相位解封 (NPC-SPU) 方法,以克服现有的3D成像技术的局限性.
• 以更少的图案实现准确和强大的3D重建,特别是在动态和复杂的场景中.

主要方法:

• 在编码阶段引入了非线性扭曲功能,同时保持了阶段代码词信号与噪声比.
• 开发了使用扭曲信息的局部相位解封方法和预校准的立体制约系统,以减少相位模两可.
• 提出了局部相位相关匹配 (LPCM) 技术,用于轻量级和强大的相位解封,避免复杂的强度内核匹配.

主要成果:

• 该NPC-SPU方法显著提高3D重建性能在场景与大深度,大差异,复杂的彩色结构和动态场景.
• 在动态环境 (20mm/s) 中,NPC-SPU 实现了较低的测量误差率 (0.7829%) 与传统的三频异常 (T-FH) (6.4962%) 相比,只使用 3 个模式 (vs. 9 个模式).
• 与使用相同数量的模式的SDM-PS方法 (0.3232 mm) 相比,NPC-SPU显示出更高的测量精度 (0.1102 mm) (3).

结论:

• 拟议的NPC-SPU方法为3D成像提供了强大而准确的解决方案,克服了传统方法的运动灵敏度和模式要求.
• 在精度,效率和适用于具有挑战性的3D重建场景方面,NPC-SPU提供了显著的优势.
• 这一进步有望改善工业测量和3D重建技术.