[發(fā)明專利]用于任意擺放條紋投影三維測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410389633.6
• 申請(qǐng)日: 2014-08-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104111039A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳慧敏;趙必玉;李明陽(yáng);吳雨祥;劉永
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/25
• 分類號(hào): G01B11/25
• 代理公司: 成都華典專利事務(wù)所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐

1.一種用于任意擺放條紋投影三維測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定方法，該方法包括：

步驟1、設(shè)計(jì)標(biāo)定平板，標(biāo)定板為等距相間的棋盤格子，并且具有漫反射表面；

步驟2、放置所述標(biāo)定板于測(cè)量場(chǎng)的任何不同位置，采集每個(gè)放置位置的標(biāo)定板圖像，然后向每個(gè)放置位置的標(biāo)定板表面投影多幅相移正弦條紋圖，并采集每個(gè)放置位置的標(biāo)定板反射的多幅正弦條紋圖像，其中標(biāo)定板圖像用于標(biāo)定相機(jī)的內(nèi)部參數(shù)矩陣A和該位置處的外部參數(shù)矩陣[R,T]，正弦條紋圖像被用于相移算法和相位展開(kāi)算法求解此放置位置的展開(kāi)相位分布Φ；

步驟3、根據(jù)步驟2中所獲取的內(nèi)、外部參數(shù)矩陣計(jì)算各位置處標(biāo)定板上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的每一像素點(diǎn)(m,n)在相機(jī)坐標(biāo)系中的空間坐標(biāo)(X_C,Y_C,Z_C)；

步驟4、在步驟2所述的不同位置中任意選取一個(gè)位置作為參考平面，并根據(jù)步驟3中獲得的該位置處的空間坐標(biāo)(X_C,Y_C,Z_C)擬合三維空間平面方程；

步驟5、根據(jù)步驟3獲得其他位置處標(biāo)定板的空間坐標(biāo)，利用點(diǎn)到平面的空間距離公式計(jì)算各點(diǎn)到參考面的高度值h，并利用空間平面的垂線方程計(jì)算空間點(diǎn)在參考平面上的垂點(diǎn)的橫坐標(biāo)(X,Y)；

步驟6、建立一個(gè)多項(xiàng)式，用于表達(dá)展開(kāi)相位Φ與高度h之間的關(guān)系：

h(m,n)=1+a1(m+n)·Φ(m,n)a2(m,n)+a3(m,n)·Φ(m,n)]]>

式中h(m,n)是像素點(diǎn)(m,n)對(duì)應(yīng)的不同空間點(diǎn)到參考平面的高度，Φ(m,n)為該像素點(diǎn)的展開(kāi)相位分布，a₁(m,n)、a₂(m,n)、a₃(m,n)是待求解的多項(xiàng)式系數(shù)，根據(jù)步驟2所得展開(kāi)相位和步驟5中所得高度值h利用最小二乘法求解多項(xiàng)式系數(shù)；

步驟7、分別建立一個(gè)多項(xiàng)式，用于表達(dá)高度h(m,n)和橫坐標(biāo)X、Y之間的關(guān)系：

X=Σk=0Mbk(m.n)·hk(m,n)Y=Σk=0Mck(m,n)·hk(m,n)]]>

式中，(X,Y)是垂足橫坐標(biāo)，M是多項(xiàng)式級(jí)次k的最大值，且為正整數(shù)，b_k(m,n)、c_k(m,n)是待求解的多項(xiàng)式系數(shù)，根據(jù)步驟5中所得高度值h和橫坐標(biāo)(X,Y)利用最小二乘法求解多項(xiàng)式系數(shù)。

步驟8、利用步驟6和步驟7所得的多項(xiàng)式系數(shù)，轉(zhuǎn)換展開(kāi)相位到實(shí)際三維數(shù)據(jù)，完成三維測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定。