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一种针对极端强度的稳健且有效的相移条纹投影轮廓测量方法

DOI：10.1016/j.ijleo.2018.11.014 期刊：Optik 出版年份：2019 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 相位偏移条纹投影轮廓术（PFPP）在非接触式三维表面测量中具有重要作用。多频外差（MFH）相位解包裹算法因其高精度和抗噪特性被广泛应用于PFPP系统。然而该算法因相位解码时的强度耐受性限制，在测量过暗或过亮表面时存在显著困难。我们提出一种名为莫尔条纹序列（MFPS）的新方法来避免相位误差放大，从而提升解码算法的鲁棒性。MFPS算法通过直接向物体投射合成图案，使相位误差耐受度提高一倍。该算法与MFH具有同等精度，能成功解码极端像素强度（低至10或饱和至255）的相位信息，且无需额外硬件或操作。理论分析、仿真及实验研究均证实：MFPS算法在测量过暗/过亮物体时具有优异的鲁棒性和有效性。
作者： Junlin Lai，Jiaxin Li，Chunqiao He，Fei Liu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为解决结构光相位偏移条纹投影轮廓术（PFPP）在非接触式三维表面测量中难以测量过暗和过亮表面的难题，提出一种名为莫尔条纹序列（MFPS）算法的新方法。

研究成果

与MFH算法相比，MFPS算法将相位误差的容限提高了一倍，在保持相同精度的情况下成功解码了极端像素强度（低至10或饱和至255）的相位。MFPS算法稳健且有效，无需额外硬件或工作即可测量过暗和过亮的物体。

研究不足

该研究聚焦于MFPS算法在解码过暗和过亮表面相位时的相位误差容忍度与鲁棒性，但指出强度饱和区域导致的周期性误差是其局限性。

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