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A dual-frequency fringe projection three-dimensional shape measurement system using a DLP 3D projector

投影机 百叶窗 结构光三维扫描仪 数字光处理 光学 相(物质) 投影(关系代数) 不连续性分类 计算机科学 人工智能 物理 算法 数学 量子力学 数学分析 扫描仪
作者
Meiling Dai,Yang Fujun,Cong Liu,Xiaoyuan He
出处
期刊:Optics Communications [Elsevier BV]
卷期号:382: 294-301 被引量:31
标识
DOI:10.1016/j.optcom.2016.08.004
摘要

A dual-frequency fringe projection system for three-dimensional (3D) surface shape measurement is proposed in this paper. The system includes two cameras, a DLP 3D projector, and a liquid crystal (LC) shutter glasses. The phase information related to the object height is obtained from the dual-frequency temporal method with 3-step phase-shifting algorithm. By using the DLP 3D projector and LC shutter glasses, 3-step phase-shifting high-frequency and low-frequency fringe patterns are captured only 3 times by the two cameras synchronously. The technique of image registration is applied to low-frequency fringe patterns to guarantee the accuracy of low-frequency phase for high-frequency phase unwrapping. Using the equi-phase coordinate method based on two reference planes, the phase-to-height conversion and non-sinusoidal errors reduction are carried out in one go without any extra operation or measurement time. Experimental results demonstrate that the proposed method effectively improves the measuring speed, and it is valid for measuring surface shapes with multi-steps or discontinuities.
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