基于De Bruijn序列的彩色结构光编解码方法研究

在编码结构光视觉测量中,捕获的彩色投射条纹易受环境光等因素的影响,容易造成对颜色条纹的误识别,并且随着采用颜色数的增加,误识别的概率会变大。在保证一定测量分辨率的前提下,本文基于De Bruijn序列,引入了颜色的强度与周期属性,只使用4种颜色,设计出了具有128个条纹的投射模式,既方便了后续的解码,又满足了高分辨的要求。在L*a*b*空间中,通过对L值的线性滤波差分实现彩色条纹的准确分割。结合主成分分析及K均值聚类的思想,设计了一种自适应颜色聚类方法,克服了颜色串扰给颜色识别带来的困难,能够准确地对高低强度彩色条纹进行颜色分类。最后利用De Bruijn序列的窗口唯一性,生成匹配点集,根据三角测量原理,得到物体表面的三维信息,实现物体三维表面重构。在对圆柱直径的测量实验中,测量误差在1.5mm左右,相对误差在0.5%左右,实验结果验证了上述方法的有效性。