中国电子科技大学研发新型3D表面测量技术：条纹光度立体成像（FPS）
在3D表面测量技术领域，中国电子科技大学的研究团队取得了突破性进展，开发出了一种名为条纹光度立体成像（FPS）的新技术。这项技术以其快速、高精度的特点，有望在工业检测、医疗应用、机器人视觉等多个领域发挥重要作用。
一、FPS技术概述
条纹光度立体成像（FPS）是一种创新的3D表面测量技术，与传统的条纹投影轮廓测量（FPP）相比，FPS技术需要更少的条纹图案，从而显著加快了图像扫描过程，并实现了更高质量的3D重建。这一技术的核心在于直接从高频包裹相位中检索连续的3D表面，无需进行复杂的相位展开过程。
二、技术优势
FPS技术的优势在于其速度和准确性。传统的FPP技术需要投射多个条纹图案并分析大量图像，导致扫描时间较长。而FPS技术通过减少所需的条纹图像数量，显著缩短了扫描时间。此外，实验表明，FPS技术在减轻加性高斯噪声方面比传统的时间相位展开技术更为有效。
三、应用领域
1.工业检测：FPS技术可以用于印刷电路板制造中的表面贴装检测、新能源电池中的缺陷检测、输油管道的腐蚀检测等，提高工业检测的效率和准确性。
2.医疗应用：在医疗领域，FPS技术可以用于定制假肢，通过快速获取残肢的高精度表面信息，减少误差并改善假肢的贴合度，提升患者的舒适度。
3.机器人视觉：FPS技术可以改善人机交互，为机器人提供视觉引导，推动机器人技术的发展。
四、实验验证
为了测试FPS技术，研究人员建立了一个实验系统，包括一个高分辨率相机和一个投影仪。他们使用该装置测量了多种物体，包括人手、纸面具、布制玩具、石膏几何图形和粘土手工艺品。实验结果表明，FPS技术能有效抑制噪声，与传统FPP相比，展现了其在3D表面成像和图像重建方面的优势。
尽管FPS技术在提高具有连续表面场景的扫描速度和准确性方面已经展现出潜力，但其在重建深度突然变化的物体方面的能力仍需进一步开发。研究团队正在将光度立体成像中成熟的表面重建技术融入FPS，以期分析更复杂的场景，扩大其应用范围。
这项研究的成果已发表在国际光学领域的重要期刊《Optica》上，标志着中国在3D表面测量技术领域的研究达到了国际先进水平。随着技术的进一步成熟和应用，FPS技术有望为多个行业带来革命性的变化。
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