基于改進Sierra 抖動算法的微離焦投影三維輪廓測量技術研究

魏小華，徐文俊，徐雪雅

(1.衢州職業技術學院 機電工程學院，浙江 衢州 324000；2.杭州電子科技大學 機械工程學院，浙江 杭州 310018)

1 引 言

數字光處理(digital light procession，DLP)技術由于其靈活性，已應用于非接觸式的光學測量來對待測物進行三維的輪廓重建[1]。傳統DLP技術利用計算機生成正弦光柵進一步發送到投影儀，由于它通常需要8位表示一個正弦光柵，測量速度通常限制在120 Hz(投影儀刷新頻率)[2];此外，由于大多數商用投影儀是非線性，在投影儀沒有非線性補償的情況下，會引入額外的測量誤差，且電荷耦合器件(CCD)采集的光柵圖像不具備良好的正弦性[3]。為解決傳統DLP技術帶來的問題，二值光柵離焦測量技術被提出[4]，它所能達到的測量速度及正弦性均進一步提高[5]，由于投影儀接受的不是灰度圖而是二值圖像，當投影儀處于離焦狀態時，就可以投影出具備良好正弦性的光柵圖。然而，由于二值光柵存在高頻諧波，測量準確性受到極大的影響。脈沖寬度調制(pulse width modulation，PWM)技術本質上調節二進制模式的高頻諧波，可以更容易得到抑制，或消除離焦，但是PWM技術往往適用于處理窄條紋的二值光柵，在光柵條紋較寬的條件下，結果不是很理想。基于面積編碼的二值化算法，李平平等[6]提出了進一步的改進，即在對二值化模板進行填充時，用分散的、盡可能等間距的填充方法代替分塊的、非等間隔的填充方法，并將此光柵制作出來用于三維形貌測量。田紫霞等[7]利用誤差擴散方法產生二元編碼正弦光柵，并針對該編碼正弦光柵較差的正弦性，提出了兩種改進技術；……