[發明專利]基于結構光投影與數字圖像相關的高溫空氣擾動濾除方法

有效

• 申請號: 201711339580.7
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108050955B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 王永紅;但西佐;孫建飛;高新亞;鮑思源;楊連祥
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B11/25
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

1.一種基于結構光投影與數字圖像相關的高溫空氣擾動濾除方法，其特征在于：

設置基于結構光投影與數字圖像相關的高溫空氣擾動檢測系統，所述檢測系統采用結構光投影儀(1)，所述結構光投影儀(1)的投影光經被測物(3)的反射后，經過帶通光學濾波片照射到攝像機(2)的CCD靶面陣列上；在所述被測物(3)的表面涂有隨機分布的散斑，所述散斑的灰度信息能夠由所述攝像機(2)進行采集；設置基于結構光投影與數字圖像相關的高溫空氣擾動濾除方法是：在各不同階段對被測物(3)進行圖像拍攝，每一個拍攝階段中，利用所述結構光投影儀(1)對被測物(3)分別進行面結構光投影和單色光投影；

所述結構光投影是以結構光投影儀(1)為面結構光源，向被測物(3)投射一組面結構光，經被測物(3)形成漫反射，在每一個拍攝階段，使用攝像機(2)拍攝獲得被測物(3)的面結構光灰度圖像序列；利用所述面結構光灰度圖像序列通過傅立葉分析獲得濾除熱流擾動的離面變形信息；

所述單色光投影是以結構光投影儀(1)為單色光光源，向被測物(3)投射一組均勻分布的單色光，經被測物(3)形成漫反射，在每一個拍攝階段，利用攝像機(2)采集獲得一張被測物(3)在單色光下的灰度圖像，經多個拍攝階段，獲得單色光灰度圖像序列；對所述單色光灰度圖像序列進行傅立葉分析獲得濾除熱流擾動的面內變形信息；

按如下步驟獲得濾除熱流擾動的離面變形信息：

2.1針對所述面結構光灰度圖像序列進行傅立葉變換得到面結構光照明頻譜序列；

2.2對所述面結構光照明頻譜序列進行篩選，獲得反映被測物離面形貌變化的頻譜序列A；對所述頻譜序列A依次經過傅立葉反變換和反三角運算，獲得包含熱流擾動的離面形貌相位信息A1；

2.3、根據所述面結構光照明頻譜序列中的低頻項相位變化，確定低頻項是否為熱流擾動的置信概率，實現熱流擾動誤差項的濾除；對濾除熱流擾動誤差項之后的頻譜序列篩選出反映被測物離面形貌變化的頻譜序列B；對所述頻譜序列B依次經過傅立葉反變換和反三角運算，獲得去除熱流擾動的離面形貌相位信息B1；

2.4、將包含熱流擾動的離面形貌相位信息A1與去除熱流擾動的離面形貌相位信息B1通過相減運算，得到熱流擾動相位；對所述熱流擾動相位進行相位解包裹，得到熱流擾動值，進而獲得濾除熱流擾動的離面變形信息；

按如下步驟獲得濾除熱流擾動的面內變形信息：

3.1針對所述單色光灰度圖像序列進行傅立葉變換得到單色光照明頻譜序列；

3.2針對所述單色光照明頻譜序列，利用所述置信概率篩選并濾除熱流擾動所對應的頻譜序列，獲得去除熱流擾動的單色光照明頻譜序列，對所述去除熱流擾動的單色光照明頻譜序列進行傅立葉反變換，獲得不包含熱流擾動的單色光照明灰度圖像序列，再經數字圖像相關運算，獲得濾除熱流擾動的面內變形信息。

2.根據權利要求1所述的基于結構光投影與數字圖像相關的高溫空氣擾動濾除方法，其特征是，在所述被測物(3)的表面構建空間坐標系，通過對攝像機(2)的檢測方向的矢量進行矩陣轉換，將濾除熱流擾動的離面變形信息和濾除熱流擾動的面內變形信息合成為被測物(3)的三維形變信息。