熱パターンからの3D形状：シミュレーションと実験における投影パラメータの調査

散乱反射に基づく構造的光投影技術は、精密で迅速、接触しない非破壊的な光学3D形状測定に広く使用されています。これは、光沢があり、透明で、吸収性または半透明のような光学特性を持つ非協力的な材料の測定には利用できません。最近、非協力的な物体の3D再構築は、各カメラ画像ペアに対して2段階のプロセスで実行できることが示されました。最初のステップでは、物体は長波赤外線範囲で投影された熱パターンを吸収します。次のステップでは、エネルギー変換後に物体表面がプランクの法則に従って光を再放出します。照射は10.6μmのCO2レーザーによって行われ、再放出された光の検出は3μmから5μmの波長範囲に感度を持つ中波赤外線（MWIR）カメラによって行われます。短時間で正確な3D結果を得るためには、放射強度や照明時間、投影パターンのような投影パラメータを光学的および熱的な材料特性（例：複雑なスペクトル屈折率、熱伝導率、比熱容量、放射率）に応じて最適化する必要があります。したがって、我々はビーア・ランバートの法則（照射の吸収に対して）および熱拡散方程式（物体表面の照明誘発熱パターンに対して）に基づいたシミュレーションツールを開発しました。この寄稿では、我々のシミュレーションツールといくつかのシミュレーション結果を示します。我々のツールを使用して、特定の材料および特定の総測定時間に対する投影パラメータと投影パターンを調査します。最後に、我々のMWIR 3Dセンサーで理論的結果を実験的に検証します。