数字条纹投影技术基础1数字条纹投影测量技术的学习框架与基本内容

Posted 2022-12-03 Guerrouj

前言

本人硕士期间及目前研究的方向为数字条纹投影测量技术在测量方面的应用，虽然做了一些工作，但深感基础打得不够扎实，需要进一步进行学习。 最近发现了一本书： S. Zhang, "High-speed 3D imaging with digital fringe projection techniques," CRC Press, Taylor & Francis Group LLC (2016),  ISBN: 978-1-4822-3433-6 这本书不是特别厚，与研究方向密切相关，于是决定在不断的积累过程中写一下【数字条纹投影测量技术基础】方面的博客，作为学习探索过程中的一些记录与参照。
这本书籍出版于2016年为该领域大牛：Purdue大学SongZhang老师编写。
本系列博客在探索学习的过程中，将依据本人的研究方向与内容，适当的进行部分实验，并贴出部分结果。

框架结构

这本书分为十个章节，可大致分为四个部分：Introduction部分、基础知识部分、优化部分以及实现部分。

Introduction部分

该部分介绍了三维测量的相关方法，比如TOF(Time Of Flight),激光三角法，立体视觉等等内容，作为数字条纹投影测量技术的引入

基础知识部分

该部分可进一步细分为理论基础以及解包。 理论基础介绍了条纹分析以及投影系统如何搭建的内容。 条纹解包(phase unwrapping)是条纹投影测量中非常重要的一种技术，书中介绍了时域解包方法以及空域解包方法，由于这本书已经出版了一年多，在过去的时间里还出现了基于相位参考面的解包方法，这部分在后续文章应该会提到。

优化部分

优化部分包含一章：校正投影仪的非线性。 与电视等数字显示器件相同，投影仪是一种非线性器件：所见非所得，运用于测量时，需要对投影仪进行伽马非线性校正，从而使得测量更为精确。

实现部分

实现部分的内容较多，共包含四章：DFP(Digital Fringe Projection)系统标定、系统设计与开发，系统开发过程中的实际思考以及利用相移技术实现高速成像过程中的尝试。

DFP系统标定

平台搭建后，物体三维测量的第一步就是进行系统的标定，这一部分SongZhang老师提供了基于参考平面的系统标定以及基于双目的标定方法，并提供了相应的标定效果评估标准。

系统设计与开发

该部分对整个搭建的流程进行了完整的叙述，所以标题也取为Hands on Example

实际思考部分

则是一些技术细节问题，比如条纹密度，仪器之间的角度等等问题

高速成像部分

对实时测量以及超高速测量进行了陈述，并对目前技术瓶颈问题进行了讨论。
下一篇文章将对这些章节的内容进行相应的学习。