[發明專利]一種相移輪廓術三維測量方法、系統、設備及其存儲介質

有效

• 申請號: 201910584658.4
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110360952B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 邵曉鵬;吳雨祥;朱進進;蔡曉健;孫雪瑩;計婷;李偉;白亞爍;何順福
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

1.一種相移輪廓術三維測量方法，其特征在于，包括：

產生目標圖像；

對所述目標圖像進行編碼，以得到具有π相移差的目標條紋圖像；具體包括：

光源設備的第n幀條紋強度表示為：

其中，P_n(x,y)表示一個變量因子，其角標n表示光源設備的光源強度隨時間或者相移發生變化；(x,y)表示光源設備平面上的像素坐標；α和b分別為背景強度和對比度；f和N分別表示條紋圖的空間頻率和相移步數；

由圖像采集器獲取的第n幀變形條紋圖的強度分布表示為：

其中，A_n(x,y)表示每幀條紋的背景光強，B_n(x,y)表示每幀條紋的對比度；表示被測物體的相位信息，可以由N步相移算法獲取：

對所述具有π相移差的目標條紋圖像進行N步相移產生彩色條紋圖；具體包括：

光源設備的R和B通道存儲具有π相位差的條紋，則圖像采集器獲取的變形條紋可表示為：

其中和別表示R通道的背景光強和對比度；和分別為B通道的背景強度和對比度；3顏色通道R、G、B分別對應C＝1，2，3；和分別表示R,G和B通道的條紋強度；

對所述彩色條紋圖進行對比度和背景光強校正操作，以得到初級校正條紋圖；具體包括：

對N幀所述彩色條紋圖進行分離操作，得到N幀R通道條紋圖和N幀B通道條紋圖；

對所述R通道條紋圖的背景和對比度進行校正得到R通道初級校正條紋圖，使得每幀所述R通道初級校正條紋圖的背景等于所述B通道條紋圖的背景，每幀所述R通道初級校正條紋圖的對比度等于所述B通道條紋圖的對比度；

具體包括：

由背景光強校正方法校正R通道條紋圖中變化的背景光強，其背景校正公式如下：

其中，和分別表示R和B通道條紋圖的平均灰度值。

由對比度方法消除R通道條紋中對比度變化的影響，其對比度校正過程如下：

其中，是R通道條紋強度的校正結果，表示條紋圖I^r1(x,y,n)的平均灰度值，和分別為和的方差；

所述R通道初級校正條紋圖的條紋強度和B通道條紋圖的條紋強度相減，以消除變化的背景光進而得到次級校正條紋圖，其步驟具體包括：

為R通道校正條紋圖的條紋強度和B通道校正條紋圖的條紋強度的差值；

對R通道校正條紋圖的強度和B通道條紋圖的強度相減后得到的強度殘差值，對強度殘差值進行歸一化操作，其具體步驟如下：

其中和分別表示的最大和最小強度值；

對所述次級校正條紋圖進行歸一化處理，以得到校正條紋圖；

根據所述校正條紋圖得到相位信息，具體包括：

利用N步相移算法提取相移條紋圖的相位信息并對相位信息進行展開以獲取連續相位信息φ(x,y)；

利用相位-高度映射公式得到物體的所述三維形貌信息，具體步驟如下：

其中，l表示圖像采集器到參考平面的距離；d表示圖像采集器與光源設備之間的距離。

2.根據權利要求1所述的相移輪廓術三維測量方法，其特征在于，所述目標圖像包括R通道圖和B通道圖。