[發明專利]三維形貌中心攝動復合光柵投影測量方法及裝置

有效

• 申請號: 201210056786.X
• 申請日: 2012-03-06
• 公開（公告）號: CN102589479A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 季莉栓;劉書桂;張宏偉;李紹輝;韓淑建
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種三維形貌中心攝動復合光柵投影測量方法，其特征是，包括如下步驟：用四個不同頻率的載波光柵分別調制與其方向垂直的四幀相移正弦光柵，其中對第四幀相移正弦光柵的中心條紋的亮度進行改變，疊加形成中心攝動復合光柵；用LCD顯示器投射中心攝動復合光柵到被測物體上得到受物體面型調制的變形光柵；對變形光柵進行二維傅里葉變換，用合適的帶通濾波器濾波，然后進行傅里葉逆變換并取模值，得到變形的相移光柵條紋；針對頻譜混疊，對相移光柵條紋的背景和對比度進行校正；針對濾波過程的影響，對相移光柵條紋的相移量進行校正；最后利用改進的四步相移法求得折疊相位，根據加入的攝動信息，得到受被測物體面型調制的相位分布。

2.如權利要求1所述的方法，其特征是，中心攝動復合光柵的疊加形成，進一步細化為：四個載波頻率的倒數呈等差數列；四幀正弦光柵相移條紋采用滿周期等相移法，即相鄰正弦光柵相移條紋的相移量為π/2；對第四幀正弦光柵的中心條紋的亮度進行改變，使位于中心的條紋包含有不同于其他條紋的編碼信息，形成攝動信息。

3.如權利要求1所述的方法，其特征是，對相移光柵條紋的背景和對比度進行校正具體為：從參考平面的中心攝動復合光柵像中解調獲得各幀正弦光柵相移條紋，通過頻域濾波獲取條紋的基頻分量，計算出各幀相移條紋相對于第一幀相移條紋的背景和對比度的比例系數，并以此系數對實物測量時解調出來的各幀變形正弦光柵相移條紋的背景和對比度進行校正。

4.如權利要求1所述的方法，其特征是，對相移光柵條紋的相移量進行校正具體為：首先，從參考平面的中心攝動復合光柵中解調出各幀正弦光柵相移條紋，通過頻域濾波的方法獲得條紋的基頻分量，計算出各幀正弦光柵相移條紋相對于第一幀的相移量，然后在實物測量時以此相移量對解調出的各幀變形相移條紋的相移量進行校正。

5.如權利要求1所述的方法，其特征是，帶通濾波采用窗口法中的hanning窗濾波。

6.如權利要求1所述的方法，其特征是，利用改進的四步相移法求折疊相位φ(x，y)的公式為：

φ(x,y)=arctanI4(x,y)-I2(x,y)I1(x,y)-I3(x,y),β(x,y)=1arctan2[I4(x,y)-I2(x,y)](λ+1)[I1(x,y)-I3(x,y)],β(x,y)=λ]]>

為攝動度函數，λ是攝動參數，Iⁿ(x，y)是正弦光柵相移條紋，n＝1，2，3；含攝動信息的光柵的表達式為：

I4(x,y)=A+λBcos[2πy/ty+3π/2],2πy/ty∈[2Qπ,(2Q+1)π]A+Bcos[2πy/ty+3π/2],2πy/ty∉[2Qπ,(2Q+1)π]]]>

A、B、t_y分別為背景光強、對比度、以像素為單位的條紋周期，(x，y)是圖像坐標系坐標，設中心攝動復合光柵的中心條紋為第Q個條紋；由求解的折疊相位，利用攝動信息，可以快速得到精確的展開相位。