Medição 3D de alta faixa dinâmica com franjas de deslocamento linear complementares sintetizadas a partir de imagens coloridas

GU Wanyu ,  

SHI Kenghong ,  

WANG Ziwei ,  

MIAO Yupei ,  

CAI Zewei ,  

TANG Qijian ,  

PENG Xiang ,  

LIU Xiaoli ,  

摘要

Ao enfrentar objetos medidos com superfícies não lambertianas, a tecnologia de medição 3D por luz estruturada por franjas geralmente enfrenta problemas de faixa dinâmica insuficiente, como imagens saturadas demais ou baixo contraste nas franjas, o que impede a obtenção de dados completos e eficazes da topografia 3D. Para melhorar ainda mais a adaptabilidade da tecnologia de medição 3D por luz estruturada, este artigo propõe um método aprimorado de medição 3D de alta faixa dinâmica. Utilizando franjas de deslocamento linear mais robustas do que as franjas senoidais como padrão de codificação, constrói-se um modelo de contraste para uma sequência complementar de franjas de deslocamento linear, e através das diferenças na resposta de intensidade dos canais de cor de uma câmera colorida, em um único tempo de exposição, detecta-se e sintetiza-se adaptativamente uma nova imagem de franjas de deslocamento linear baseada no melhor contraste, excluindo dados inválidos ou com erros introduzidos pela insuficiência da faixa dinâmica. Além disso, utiliza-se a normalização do fundo para unificar o fundo dos diferentes componentes dos canais da imagem sintetizada e então, por meio das franjas de deslocamento linear complementares, localiza-se com precisão a posição das linhas, desmodulando assim informações precisas de codificação das franjas de deslocamento linear para reconstrução 3D. Os resultados experimentais mostram que, em comparação com o método de múltiplas exposições, o tempo de aquisição da imagem é reduzido em 82% e o tempo total de reconstrução em 59%. O método proposto pode obter informações de codificação de linhas de peças metálicas com propriedades complexas de reflexão superficial, melhorando a precisão e a integridade da medição 3D de alta faixa dinâmica e realizando medições 3D robustas, eficientes e precisas.

关键词

superfície não lambertiana;alta faixa dinâmica;síntese de imagem colorida;franjas de deslocamento linear complementares;medição 3D

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