[發明專利]基于條紋投影輪廓術的高效相位-三維映射方法及系統有效
| 申請號： | 201611242689.4 | 申請日： | 2016-12-28 |
| 公開（公告）號： | CN106767533B | 公開（公告）日： | 2019-07-05 |
| 發明（設計）人： | 彭翔;蔡澤偉;劉曉利 | 申請（專利權）人： | 深圳大學 |
| 主分類號： | G01B11/25 | 分類號： | G01B11/25 |
| 代理公司： | 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312 | 代理人： | 王利彬 |
| 地址： | 518000 廣東*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 三維 成像裝置 條紋投影 輪廓術 像素點 映射系數 變形條紋圖 待測物體 雙目系統 映射 三維數字成像 投影裝置投影 圖像 三維重建 三維坐標 條紋序列 投影裝置 映射函數 查找表 物點 預置 調制 采集 查找 | ||
1.一種基于條紋投影輪廓術的高效相位-三維映射方法，所述條紋投影輪廓術基于雙目系統，所述雙目系統包括投影裝置和成像裝置，其特征在于，所述方法包括：
步驟S1，利用投影裝置投影條紋序列到待測物體表面，并利用成像裝置采集受所述待測物體表面調制的變形條紋圖，根據所述變形條紋圖計算得到成像裝置圖像上所有像素點的相位；
步驟S2，在預置的相位-三維映射系數查找表中查找出每一個像素點對應的相位-三維映射系數，并將每一個像素點的所述相位和對應的相位-三維映射系數代入預置的相位-三維映射函數，從而計算出成像裝置圖像上每一個像素點對應的物點的三維坐標；
其中，所述步驟S1之前還包括：
步驟S01，通過射線重投影策略標定出所述雙目系統的系統參數；
步驟S02，結合所述系統參數，通過采樣映射策略標定出相位-三維映射系數，并得到相位-三維映射系數查找表。
2.如權利要求1所述的高效相位-三維映射方法，其特征在于，所述相位-三維映射函數為：
其中，(Xc(φc),Yc(φc),Zc(φc))是所述待測物體的空間點三維坐標，φc是像素點對應的相位，an,bn,cn,cX,cY,cZ是相位-三維映射系數，其中，an,bn,cn是分別是相位-三維映射函數Xc(φc),Yc(φc),Zc(φc)中多項式的系數，cX,cY,cZ分別是相位-三維映射函數Xc(φc),Yc(φc),Zc(φc)中的常數項。
3.如權利要求1所述的高效相位-三維映射方法，其特征在于，所述步驟S01具體包括：
步驟S011，將印有標志點的標靶置于標定空間，利用所述成像裝置采集所述標靶的成像裝置圖像，然后利用投影裝置投影正交條紋序列到所述標靶上，利用所述成像裝置采集受印有所述標志點的標靶表面調制的正交條紋圖；
步驟S012，提取所述標志點在所述成像裝置圖像上像素點的坐標；
步驟S013，通過所述正交條紋圖計算正交相位，并通過正交相位確定所述標志點在投影裝置圖像上像素點的坐標；
步驟S014，通過反向投影立體視覺模型，結合系統參數確定標志點在成像裝置圖像上像素點的坐標和投影裝置圖像上像素點的坐標分別反向投影的空間射線，通過預置的射線重投影策略調整所述系統參數，以所述標志點到所對應的兩條空間射線的距離之和最小時的系統參數作為標定出的所述雙目系統的系統參數。
4.如權利要求1或3所述的高效相位-三維映射方法，其特征在于，所述步驟S02具體包括：
步驟S021，利用標定出的系統參數確定成像裝置圖像上任一像素點的坐標反向投影的空間射線；
步驟S022，在標定空間內沿所述空間射線進行采樣，得到一系列的空間采樣點，將該系列空間采樣點分別投影到投影裝置圖像上，得到對應的相位值；
步驟S023，使用該系列采樣點分別對應的相位值和該系列采樣點的三維坐標擬合出所述任一像素點的相位-三維映射系數；
步驟S024，對所述成像裝置圖像上的每個像素點重復步驟S021-S023，得到每個像素點的相位-三維映射系數，并生成相位-三維映射系數查找表。
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