[發明專利]一種三維形貌測量的方法和系統

有效

• 申請號: 201810011176.5
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108088391B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 徐玉華;朱憲偉
• 申請（專利權）人: 深度創新科技(深圳)有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 44205 廣州嘉權專利商標事務所有限公司
• 代理人: 唐致明

1.一種三維形貌測量的方法，其特征在于，包括：

周期性地向被測物投影M幅第一相移圖像和N幅第一二值隨機散斑圖像；其中，當前周期的所述N幅第一二值隨機散斑圖像不同且當前周期的所述N幅第一二值隨機散斑圖像與當前周期的上一周期的所述N幅第一二值隨機散斑圖像也不同，M為不小于3的自然數，N為自然數；

周期性地采集所述M幅第一相移圖像和所述N幅第一二值隨機散斑圖像得到對應的M對第二相移圖像和N對第二二值隨機散斑圖像；

根據當前周期的所述M對第二相移圖像計算得到包裹相位；

根據當前周期的上一周期的所述N對第二二值隨機散斑圖像和當前周期的所述N對第二二值隨機散斑圖像結合所述包裹相位進行視差圖計算，再根據所述視差圖恢復所述被測物的三維形貌。

2.根據權利要求1所述的三維形貌測量的方法，其特征在于，奇數周期投影的所述N幅第一二值隨機散斑圖像相同，偶數周期投影的所述N幅第一二值隨機散斑圖像相同。

3.根據權利要求1或2所述的三維形貌測量的方法，其特征在于，N的取值為1。

4.根據權利要求1所述的三維形貌測量的方法，其特征在于，在所述根據當前周期的所述M對第二相移圖像計算得到包裹相位的步驟中，所述計算得到包裹相位包括計算得到第一包裹相位圖和第二包裹相位圖；相應地，

所述根據當前周期的上一周期的所述N對第二二值隨機散斑圖像和當前周期的所述N對第二二值隨機散斑圖像結合所述包裹相位進行視差圖計算，再根據所述視差圖恢復所述被測物的三維形貌的步驟包括：

攝像機參數標定；

根據相位差的絕對值小于預設相位差閾值的判斷獲取所述第一包裹相位圖中特定像素點在所述第二包裹相位圖中對應的候選匹配像素點集；

利用當前周期的上一周期的所述N對第二二值隨機散斑圖像和當前周期的所述N對第二二值隨機散斑圖像，從所述候選匹配像素點集中根據相似性最大獲取所述特定像素點對應的匹配像素點，所述特定像素點和對應的匹配像素點構成匹配像素對；

根據所述匹配像素對的坐標差值獲取被測物的視差圖，再根據所述視差圖恢復所述被測物的三維形貌。

5.根據權利要求4所述的三維形貌測量的方法，其特征在于，在所述根據所述匹配像素對的坐標差值獲取被測物的視差圖，再根據所述視差圖恢復所述被測物的三維形貌的步驟之前，還包括：

根據所述匹配像素點的鄰域空間中的若干個像素點擬合多項式，利用所述多項式獲取所述特定像素點更新后的對應的匹配像素點，所述特定像素點和更新后的對應的匹配像素點構成更新后的匹配像素對。

6.根據權利要求4所述的三維形貌測量的方法，其特征在于，在所述根據所述匹配像素對的坐標差值獲取被測物的視差圖，再根據所述視差圖恢復所述被測物的三維形貌的步驟之前，還包括：

通過雙向匹配去除誤匹配像素對。

7.一種三維形貌測量的系統，其特征在于，包括：

周期投影模塊，用于周期性地向被測物投影M幅第一相移圖像和N幅第一二值隨機散斑圖像；其中，當前周期的所述N幅第一二值隨機散斑圖像不同且當前周期的所述N幅第一二值隨機散斑圖像與當前周期的上一周期的所述N幅第一二值隨機散斑圖像也不同，M為不小于3的自然數，N為自然數；

周期采集模塊，用于周期性地采集所述M幅第一相移圖像和所述N幅第一二值隨機散斑圖像得到對應的M對第二相移圖像和N對第二二值隨機散斑圖像；

相位計算模塊，用于根據當前周期的所述M對第二相移圖像計算得到包裹相位；

時空立體匹配模塊，用于根據當前周期的上一周期的所述N對第二二值隨機散斑圖像和當前周期的所述N對第二二值隨機散斑圖像結合所述包裹相位進行視差圖計算，再根據所述視差圖恢復所述被測物的三維形貌。

8.根據權利要求7所述的三維形貌測量的系統，其特征在于，奇數周期投影的所述N幅第一二值隨機散斑圖像相同，偶數周期投影的所述N幅第一二值隨機散斑圖像相同。