针对三维形貌测量技术中彩色物体表面反射率的非均匀性影响测量结果的问题,提出一种基于自适应条纹投影的三维形貌测量技术,该方法可避免彩色物体表面反射率非均匀的影响,提高系统的测量精度。彩色相机采集RGB光强图像,并根据物体表面颜色的反射特性计算每个像素点的最优投射光强和颜色;采集水平和垂直的正弦条纹序列,利用计算所得绝对相位值将相机图像坐标系中每一个像素点的最优投射光强和颜色映射到投影仪像素坐标系;投射自适应条纹序列进而测量彩色物体的三维形貌。实验结果表明,该方法能够有效测量彩色物体三维形貌,具有很高的测量精度。

为解决彩色物体表面颜色干扰以及条纹之间的颜色串扰导致彩色结构光系统产生的条纹颜色误识别问题, 提出了彩色结构光的条纹颜色分离以及聚类方法。首先, 提出了一种新的摄像机和投影机的颜色校正方法, 以消除外界环境光以及系统的颜色串扰现象, 解决系统的耦合性问题。其次, 给出了一种物体的反射分离机制, 用于提取物体表面的漫反射分量和镜面反射分量, 修正彩色物体的背景色对彩色编码条纹的影响。最后, 利用颜色聚类算法, 对经过彩色物体调制后的条纹进行颜色归类划分, 纠正条纹颜色之间的干扰, 恢复系统消耗的彩色条纹颜色信息。实验验证了本文提出方法的有效性, 结果表明: 该方法具有较高的抗干扰能力、较强的鲁棒性, 能准确有效地识别受干扰的彩色条纹, 识别正确率达到92%左右。