[發(fā)明專利]基于雙頻正弦波的結(jié)構(gòu)光相位解碼方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510331007.6
• 申請(qǐng)日: 2015-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN104913736B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙煙橋;王洋;于舒春;何寶華;吳海濱;于曉洋;孫曉明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/25
• 分類號(hào): G01B11/25
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務(wù)所(普通合伙)23209
• 代理人: 陳潤明

1.基于雙頻正弦波的結(jié)構(gòu)光相位解碼方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟a、分別投影波形函數(shù)為y1＝k1×sin(2πx/a1)+b1的第一正弦波和波形函數(shù)為y2＝k2×sin(2πx/a2)+b2的第二正弦波；

其中：

k1決定第一正弦波的對(duì)比度，a1為第一正弦波的波長(zhǎng)，b1決定第一正弦波的亮度；

k2決定第二正弦波的對(duì)比度，a2為第二正弦波的波長(zhǎng)，b2決定第二正弦波的亮度；

x為空間位置；

并且：

兩個(gè)正弦波起始點(diǎn)相同；

a1/(a2-a1)∈N，N為自然數(shù)；

步驟b、根據(jù)給定的空間位置X，X∈(0,a1×a2/(a2-a1))，求所述空間位置X對(duì)應(yīng)第一正弦波的相位主值phi1和第二正弦波的相位主值phi2；

步驟c、對(duì)第一正弦波的相位主值phi1和第二正弦波的相位主值phi2進(jìn)行重新賦值：

phi1＝a1×phi1/(2π)；

phi2＝a2×phi2/(2π)；

步驟d、求步驟c所得phi1和phi2的差：h＝phi1-phi2；

步驟e、求解空間位置X所包含第一正弦波的周期整數(shù)n1和第二正弦波的周期整數(shù)n2：

n1＝mod(h,a2)/abs(a1-a2)；

n2＝mod(h,a1)/abs(a1-a2)；

其中：mod()為取余數(shù)運(yùn)算，abs為取絕對(duì)值運(yùn)算；

步驟f、采用n1×a1+phi1或n2×a2+phi2求解相位展開值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙頻正弦波的結(jié)構(gòu)光相位解碼方法，其特征在于，所述的a1和a2同為整數(shù)，或同為非整數(shù)，或一個(gè)為整數(shù)一個(gè)為非整數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙頻正弦波的結(jié)構(gòu)光相位解碼方法，其特征在于，對(duì)于仿真運(yùn)算，采用如下方法得到步驟b中的phi1和phi2：

phi1＝arcsin(2πX/a1)；

如果：

tan(2πX/a1)>0，并且sin(2πX/a1)<0，對(duì)phi1進(jìn)行重新賦值，有：phi1＝π-phi1；

tan(2πX/a1)<0，并且sin(2πX/a1)<0，對(duì)phi1進(jìn)行重新賦值，有：phi1＝2π+phi1；

tan(2πX/a1)>0，并且sin(2πX/a1)>0，對(duì)phi1進(jìn)行重新賦值，有：phi1＝phi1；

tan(2πX/a1)<0，并且sin(2πX/a1)>0，對(duì)phi1進(jìn)行重新賦值，有：phi1＝π-phi1；

tan(2πX/a1)無意義，并且cos(2πX/a1)>0，對(duì)phi1進(jìn)行重新賦值，有：phi1＝0；

tan(2πX/a1)無意義，并且cos(2πX/a1)<0，對(duì)phi1進(jìn)行重新賦值，有：phi1＝π；

phi2＝arcsin(2πX/a2)；

如果：

tan(2πX/a2)>0，并且sin(2πX/a2)<0，對(duì)phi2進(jìn)行重新賦值，有：phi2＝π-phi2；

tan(2πX/a2)<0，并且sin(2πX/a2)<0，對(duì)phi2進(jìn)行重新賦值，有：phi2＝2π+phi2；

tan(2πX/a2)>0，并且sin(2πX/a2)>0，對(duì)phi2進(jìn)行重新賦值，有：phi2＝phi2；

tan(2πX/a2)<0，并且sin(2πX/a2)>0，對(duì)phi2進(jìn)行重新賦值，有：phi2＝π-phi2；

tan(2πX/a2)無意義，并且cos(2πX/a2)>0，對(duì)phi2進(jìn)行重新賦值，有：phi2＝0；

tan(2πX/a2)無意義，并且cos(2πX/a2)<0，對(duì)phi2進(jìn)行重新賦值，有：phi2＝π。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙頻正弦波的結(jié)構(gòu)光相位解碼方法，其特征在于，在步驟d和步驟e之間，還包括步驟d’：

如果abs(h)大于閾值，h＝h；

如果abs(h)不大于閾值，h＝0。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于雙頻正弦波的結(jié)構(gòu)光相位解碼方法，其特征在于，所述的閾值為10^-10。

6.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述基于雙頻正弦波的結(jié)構(gòu)光相位解碼方法的投影采集系統(tǒng)，包括投影儀、被測(cè)物、以及圖像采集系統(tǒng)，所述的投影儀向被測(cè)物投影結(jié)構(gòu)光，圖像采集系統(tǒng)采集投射有結(jié)構(gòu)光的被測(cè)物圖像，其特征在于，所述投影儀投射的結(jié)構(gòu)光為：

波形函數(shù)為y1＝k1×sin(2πx/a1)+b1的第一正弦波和波形函數(shù)為y2＝k2×sin(2πx/a2)+b2的第二正弦波；

其中：

k1決定第一正弦波的對(duì)比度，a1為第一正弦波的波長(zhǎng)，b1決定第一正弦波的亮度；

k2決定第二正弦波的對(duì)比度，a2為第二正弦波的波長(zhǎng)，b2決定第二正弦波的亮度；

x為空間位置；

并且：

兩個(gè)正弦波起始點(diǎn)相同；

a1/(a2-a1)∈N，N為自然數(shù)。