基于分段阶梯相位编码的三维形貌测量方法.pdfVIP

第59卷第14期/2022年7月/激光与光电子学进展内封面文章·特邀研究论文

基于分段阶梯相位编码的三维形貌测量方法

汪俊霖，张启灿，吴周杰*

四川大学电子信息学院，四川成都610065

摘要为了解决基于相位编码的三维形貌测量方法在对高频条纹截断相位进行相位展开时易出现误码的问题，提出了

一种分段阶梯相位编码方法。用一级阶梯码字对另一级分段阶梯码字的分段数进行编码，投影两组相位编码条纹分别

获取两级码字后，再投影额外的两帧错位格雷码，分别获取与这两级码字错位半个阶梯的码字。利用错位码字与原码字

易出现误码位置的不同，选用不同的码字进行互补解码，从而获得更加可靠的条纹级次重建三维结果。实验结果表明，

所提方法的码字重建结果不易出错。在使用相同数量辅助图案情况下，所提方法能比互补格雷码编码方法标记更多的

投影条纹周期，可以辅助更高频率正弦条纹实现对复杂物体形貌的准确三维面形测量。

关键词三维形貌测量；条纹投影；相位编码；格雷码；相位展开

中图分类号TP319文献标志码ADOI：10.3788/LOP202259.1415012

Three-DimensionalShapeMeasurementBasedonPiecewiseStepPhaseCoding

WangJunlin,ZhangQican,WuZhoujie*

CollegeofElectronicsandInformationEngineering,SichuanUniversity,Chengdu610065,Sichuan,China

AbstractInthispaper,weproposedapiecewisestepphasecodingmethodtosolvetheerrorcodesoccurringinthethree-

dimensional(3D)shapemeasurementmethodusingthephasecodingtechniqueinthephaseunwrappingforthewrapped

-

phaseofhighfrequencyfringe.Thefirststepcodewordswereusedtoencodetheorderofthesecondstepcodewords.

Aftertwogroupsofphasecodingfringeswereprojectedfortherecoveryoftwosetsofcodewords,twoextramisaligned

Graycodepatternswereprojectedtoobtaintwocodewordsshiftedbyhalfperiodfromthetwosetsofcodewords,

respectively.Bytakingadvantageofthemismatchbetweenthemisalignedandoriginalcodewords,weselecteddifferent

codewordsforcomplementarydecoding.Therefore,morereliablefringeorderswereobtainedfor3Dreconstruction.

Experimentalresultsrevealthattheproposedmethodisrobustindecodingcodewordsandcanlabelmorefringeperiods

thanthecomplementaryGraycodemethodusingthesamenumberofproject