代码【计算机视觉】结构光——格雷码模式捕获教程1( 三 ) _测量

（1）对测量工件的明暗不受影响。该技术放弃了格雷码，采用多频相移技术，因此该技术就没有了格雷码带来的问题，对测量工件的明暗基本不受影响，不用喷显影剂就可测量大多数的工件。
（2）测量幅面可以更大，而测量时间较短。如果采用格雷码，测量幅面增大后，必须增加格雷码的编码位数，必须投射更多幅的格雷码，增大了测量时间。外差式多频相移技术更适于测量更大幅面的工件，精度更高。
（3）测量精度更高。采用格雷码加相移的三维测量技术，其测量精度主要由一幅光栅四次相移决定，格雷码的使用没有提高测量精度。而外差式多频相移三维光学测量技术，采用多个频率的光栅相移，比只投射1种频率的光栅精度更高，抗干扰能力强，而且能够测量剧烈变化的曲面。
（4）可以测量表面剧烈变化的工件。可以测量非连续、剧烈变化的表面。
外差式多频相移技术的具体实现方法很多，投射的每个条纹一个周期的明暗变化可以正弦、三角形等，根据精度要求不同，投射的多种频率光栅可以多个（3至6种）。可以采用彩色相机一次拍摄3种不同颜色不同频率光栅图像，也可以采用黑白相机多次拍摄多种频率光栅。该技术既可以测量静止工件三维点云，也可以测量移动物体的三维点云。
要实现外差式多频相移技术，其难点很多，一是光栅投射机构，由于需要多个光栅，每个光栅需要多次相移，造成光栅投射机构复杂；二是光栅和算法设计要巧妙，既要测量准确，又要保证不增加太多的计算量；三是实现大幅面测量，需要更强的投射光，一次3米幅面测量需要比400mm幅面大30倍的光强和对比度，大幅面测量的光路设计也比较特殊，需要在较近距离投射和拍摄3米幅面，投射光路和相机光路必须采用短焦广角镜头。
图 4为2006年11月GOM公司申请的一种多频光栅投射装置结构专利，图 4-a为不同图案的光栅，有正弦、三角形、菱形、圆形等，图 4-a为圆盘光栅，一个圆盘周边刻画出多种频率和多种相移的光栅图案，当圆盘告诉旋转后，经过强光照射后，图 4-c为投射到物体的光栅图案。图 4的光栅投射装置采用圆盘旋转机构巧妙地解决了多种频率光栅和多种相移的复杂机械结构。
a) 不同图案光栅b)圆盘光栅c)投射到物体的合成光栅
图 4圆盘旋转产生多频光栅相移结构
【代码【计算机视觉】结构光——格雷码模式捕获教程1】西安交通大学模具与塑性加工研究所研制“型三维光学密集点云测量系统”采用一种新的外差式多频相移三维光学测量技术，利用空间频接近的多个投影条纹莫尔特性的解相方法，能够非常简洁可靠地对条纹进行解包裹。分别投影多种不同空间频率的条纹于待测面上，摄像机摄取变形的条纹图，并利用相移法求取多种条纹的相位主值，从而恢复出条纹的真实相位来。此解包裹过程针对各点单独进行，所以不会出现误差传递的现象。通过多个光栅的相移，要比一个光栅（格雷码加相移法）的相移测量精度更高。

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代码【计算机视觉】结构光——格雷码模式捕获教程1( 三 )