[發明專利]一種多光柵投影雙目視覺舌體表面三維整體成像方法

有效

• 申請號: 201711276615.7
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108020175B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 王益民;孫長庫;郭世珍;姜智浩;陳慧玲
• 申請（專利權）人: 天津中醫藥大學
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 12201 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 李林娟

1.一種多光柵投影雙目視覺舌體表面三維整體成像方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1)構建舌表面形貌采集系統；

其中，舌表面形貌采集系統包括：第一投影儀、第二投影儀、第一相機、第二相機、第一光源、以及第二光源；

第一投影儀和第二投影儀作為雙光柵投射器；第一相機和第二相機作為雙目相機；

2)通過第一、第二投影儀畸變矯正，以及兩個投影儀的圖像像素匹配，將兩個投影等效成一個大視場投影儀，用于覆蓋舌頭上表面和兩側表面的大視場光柵；

3)第一相機、第二相機分別和第一投影儀、第二投影儀組成兩組光柵測量系統來采集舌頭的兩側表面的三維信息；

4)第一相機、第二相機在舌頭的上表面的視場重合區域構成了雙目立體視覺系統，通過相位匹配同名點，實現精確穩定地測量舌頭的上表面形貌特征；

其中，所述步驟2)具體為：

1)通過張正友相機標定算法，借助標定板標定出世界坐標系向相機圖像坐標系的第一轉換矩陣；

2)用投影儀向標定板分別投射橫向與豎向條紋，相機拍攝條紋圖，并解算絕對相位標定出世界坐標系向投影儀圖像坐標系的第二轉換矩陣；

3)根據張正友相機標定算法、結合最小二乘法計算出投影儀與標定板之間的坐標轉換矩陣；同時獲取從相機到投影儀的坐標轉換矩陣；第一相機第二相機間的圖像坐標轉換關系借助標定板標定；

4)獲取第一投影儀與第二投影儀之間的圖像坐標轉換關系。

2.根據權利要求1所述的一種多光柵投影雙目視覺舌體表面三維整體成像方法，其特征在于，所述第一投影儀與第二投影儀之間的圖像坐標轉換關系具體為：

其中，為第一投影儀圖像上一點的橫坐標，為第一投影儀圖像上一點的縱坐標，為第二投影儀圖像對應點橫坐標，為第二投影儀圖像對應點縱坐標，為第一相機的圖像向第一投影儀圖像的轉換矩陣，為第二相機的圖像向第一相機圖像的轉換矩陣，為第二相機圖像向第二投影儀圖像的轉換矩陣。

3.根據權利要求1所述的一種多光柵投影雙目視覺舌體表面三維整體成像方法，其特征在于，所述方法還包括：

在相機圖像過曝區域依據坐標轉換關系找到對應投影儀圖像坐標，并減小其投影亮度；

引入全場均勻約束，經過多次調整和迭代，最終使拼接后的大視場光柵條紋圖亮度均勻。

4.根據權利要求1所述的一種多光柵投影雙目視覺舌體表面三維整體成像方法，其特征在于，所述方法還包括：

將雙目立體視覺系統的坐標系建立在第一相機上，同時單目系統坐標系建立在第二相機上；

單目系統需要對測量結果依照雙目立體視覺系統標定出的轉換矩陣進行坐標系轉換；

三套系統的數據都統一到同一個坐標系后，測量系統采集到的舌頭上表面數據與兩側面的測量數據將整合在一起。

5.根據權利要求1所述的一種多光柵投影雙目視覺舌體表面三維整體成像方法，其特征在于，所述第一投影儀、第二投影儀為工業級投影儀TI Lightcrafter 4500。

6.根據權利要求1所述的一種多光柵投影雙目視覺舌體表面三維整體成像方法，其特征在于，所述第一相機、第二相機為Basler ava1900-50gc。

7.根據權利要求1所述的一種多光柵投影雙目視覺舌體表面三維整體成像方法，其特征在于，所述第一光源、以及第二光源為CCS HPR2-150SW。