在3D表面測量技術(shù)領(lǐng)域，中國電子科技大學(xué)的研究團(tuán)隊取得了突破性進(jìn)展，開發(fā)出了一種名為條紋光度立體成像（FPS）的新技術(shù)。這項技術(shù)以其快速、高精度的特點(diǎn)，有望在工業(yè)檢測、醫(yī)療應(yīng)用、機(jī)器人視覺等多個領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

    一、FPS技術(shù)概述
    條紋光度立體成像（FPS）是一種創(chuàng)新的3D表面測量技術(shù)，與傳統(tǒng)的條紋投影輪廓測量（FPP）相比，F(xiàn)PS技術(shù)需要更少的條紋圖案，從而顯著加快了圖像掃描過程，并實現(xiàn)了更高質(zhì)量的3D重建。這一技術(shù)的核心在于直接從高頻包裹相位中檢索連續(xù)的3D表面，無需進(jìn)行復(fù)雜的相位展開過程。

    二、技術(shù)優(yōu)勢
    FPS技術(shù)的優(yōu)勢在于其速度和準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)的FPP技術(shù)需要投射多個條紋圖案并分析大量圖像，導(dǎo)致掃描時間較長。而FPS技術(shù)通過減少所需的條紋圖像數(shù)量，顯著縮短了掃描時間。此外，實驗表明，F(xiàn)PS技術(shù)在減輕加性高斯噪聲方面比傳統(tǒng)的時間相位展開技術(shù)更為有效。

    三、應(yīng)用領(lǐng)域
    1.工業(yè)檢測：FPS技術(shù)可以用于印刷電路板制造中的表面貼裝檢測、新能源電池中的缺陷檢測、輸油管道的腐蝕檢測等，提高工業(yè)檢測的效率和準(zhǔn)確性。
    2.醫(yī)療應(yīng)用：在醫(yī)療領(lǐng)域，F(xiàn)PS技術(shù)可以用于定制假肢，通過快速獲取殘肢的高精度表面信息，減少誤差并改善假肢的貼合度，提升患者的舒適度。
    3.機(jī)器人視覺：FPS技術(shù)可以改善人機(jī)交互，為機(jī)器人提供視覺引導(dǎo)，推動機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。

    四、實驗驗證
    為了測試FPS技術(shù)，研究人員建立了一個實驗系統(tǒng)，包括一個高分辨率相機(jī)和一個投影儀。他們使用該裝置測量了多種物體，包括人手、紙面具、布制玩具、石膏幾何圖形和粘土手工藝品。實驗結(jié)果表明，F(xiàn)PS技術(shù)能有效抑制噪聲，與傳統(tǒng)FPP相比，展現(xiàn)了其在3D表面成像和圖像重建方面的優(yōu)勢。
    盡管FPS技術(shù)在提高具有連續(xù)表面場景的掃描速度和準(zhǔn)確性方面已經(jīng)展現(xiàn)出潛力，但其在重建深度突然變化的物體方面的能力仍需進(jìn)一步開發(fā)。研究團(tuán)隊正在將光度立體成像中成熟的表面重建技術(shù)融入FPS，以期分析更復(fù)雜的場景，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

    這項研究的成果已發(fā)表在國際光學(xué)領(lǐng)域的重要期刊《Optica》上，標(biāo)志著中國在3D表面測量技術(shù)領(lǐng)域的研究達(dá)到了國際先進(jìn)水平。隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟和應(yīng)用，F(xiàn)PS技術(shù)有望為多個行業(yè)帶來革命性的變化。