投影パターンの時空間チャープ変調による高精度三次元計測

使用投影图案的时空线性调频调制进行高精度三维测量

基本信息

批准号：
07855052
负责人：
佐藤宏介
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07855052/
关键词：
三次元画像計測レイジファインダ距離画像チャープ

项目摘要

スリットレーザ光の代わりにチャープ信号とM系列二値信号で変調された二次元光パターンを対象に投影し、その立体形状を精密に計測する三次元画像計測法を提案し、民生用液晶プロジェクタと画像入力装置、ワークステーションからなるプロトタイプ計測システムを試作し、実験のより動作を実証した。スリットレーザ光を用いる従来法と比較して、誤差の標準偏差を指標にして数倍程度の高精度化が確認できた。このテレビカメラから得られる輝度の時系列信号に対する周波数同定を中心とする信号処理を、フーリエ変換法と自己相関法とを試し、自己相関法の方が精度の面で良好であることを明らかにした。さらに、この変調パターン光源を同時に複数投影して、オクルージョンを削減することに成功した。これは各種信号の混合信号をマッチドフォルタを用いて特定の信号のみを抽出する手法を、この光投影に基づく三次元画像計測に適用した。1割以上元信号が混入していれば、ほとんど位置計測精度を損なうことなく、三次元画像計測が行えることを確認した。これにより、計測時間を増すことなく、オクルージョンを削減できる新規な方法論を確立した。また、この変調パターン投影法のバリエーションとして、当間隔格子パターンの光を平行に移動しつつ投影し、観測された輝度信号の周期を基準に三次元画像計測が行える原理を提案した。これは上記の同時投影を有限の複数個から無限個までに拡張したものであり、実験によりオクルージョン削減が極めて良好に行える可能性を示した。

我们提出了一种三维图像测量方法，该方法投射了二维光学模式，该模式在目标上使用CHIRP信号和M序列二进制信号调制而不是狭缝激光光，并准确地测量了三维形状。我们创建了一个原型测量系统，该测量系统由消费者液晶投影仪，图像输入设备和工作站组成，以证明实验的运行。与使用狭缝激光束的常规方法相比，证实使用误差的标准偏差作为索引，数量增加了数次的精度。测试了信号处理的傅立叶变换方法和自相关方法，该方法的重点是从该电视摄像机获得的亮度的频率识别，并揭示了自相关方法在准确性方面更好。此外，同时预测了多个调制模式光源以减少遮挡。该方法使用匹配的栅极仅提取特定信号的各种信号的混合信号，将基于此光影的三维图像测量应用于三维图像测量。已经证实，如果将超过10％的原始信号混合在混合中，则可以执行三维图像测量，而不会损害位置测量的准确性。这已经建立了一种新方法，可以减少闭塞而不增加测量时间。此外，作为此调制模式投影方法的变化，我们提出了一个原理，该原理允许在平行的同时投射到即时间隔的光栅图案中，以允许根据观察到的亮度信号的时期进行三维图像测量。这是上述同时投影从有限数字到无限数量的扩展，实验表明可以很好地实现闭塞减少。