[發明專利]一種基于莫爾條紋的相機角度變化的測量方法及系統

有效

• 申請號: 201710844880.4
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107808399B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 田勁東;李聰;田勇;李東
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 唐致明

1.一種基于莫爾條紋的相機角度變化的測量方法，其特征在于，其包括以下步驟：

采集基準光柵圖像；

改變相機的角度，并采集此時的光柵圖像；

將所述兩光柵圖像進行拍頻處理，得到合成的莫爾條紋，并提取所述莫爾條紋圖像各點的頻率信息；

計算所述莫爾條紋圖像各點的頻率變化量，進而得到相機的角度變化大小；

由針孔相機成像規律可得光柵在焦點處垂軸放大率為：

其中，F為所述相機的焦距，L為基準面與相機之間的距離，β為鏡頭的垂軸放大倍率。

2.根據權利要求1所述的基于莫爾條紋的相機角度變化的測量方法，其特征在于，所述步驟包括：通過相機采集空間周期為d的光柵圖像，得到的基準光柵圖像可表達式為：

其中，A為光柵圖像的振幅，d₁為成像后的光柵周期，為初始相位。

3.根據權利要求1所述的基于莫爾條紋的相機角度變化的測量方法，其特征在于，所述基準光柵成像后的光柵周期為：

4.根據權利要求3所述的基于莫爾條紋的相機角度變化的測量方法，其特征在于，當改變相機角度后，此時的光柵周期為：

其中ΔL(x)為每一像素點對應的深度變化值。

5.根據權利要求4所述的基于莫爾條紋的相機角度變化的測量方法，其特征在于，所述兩光柵合成條紋的表達式為：

其中，

6.根據權利要求5所述的基于莫爾條紋的相機角度變化的測量方法，其特征在于，所述方法還包括對所述兩光柵圖像進行拍頻處理后，采用低通濾波處理，得到所述莫爾條紋低頻分量的頻率：

7.根據權利要求6所述的基于莫爾條紋的相機角度變化的測量方法，其特征在于，通過對相機各像素點對應深度變化式求導，進而可得到相機的旋轉角度的姿態變化。

8.一種基于莫爾條紋的相機角度變化的測量系統，其特征在于，包括：

圖像采集模塊，用于執行步驟采集基準光柵圖像；改變相機的角度，并采集此時的光柵圖像；

圖像處理模塊，用于執行步驟將所述兩光柵圖像進行拍頻處理，得到合成的莫爾條紋，并提取所述莫爾條紋圖像各點的頻率信息；

角度計算模塊，用于執行步驟計算所述莫爾條紋圖像各點的頻率變化量，進而得到相機的角度變化大小；

由針孔相機成像規律可得光柵在焦點處垂軸放大率為：

其中，F為所述相機的焦距，L為基準面與相機之間的距離，β為鏡頭的垂軸放大倍率。