[發明專利]一種基于隨機兩幀相移條紋圖的三維測量方法

有效

• 申請號: 201911128510.6
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN111023995B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 邵曉鵬;朱進進;吳雨祥;孫楊帆;李偉;梁文海;何順福;樊增增
• 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;G06T17/00;G06T5/10;G06T5/20;G06T5/00
• 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: 李園園

1.一種基于隨機兩幀相移條紋圖的三維測量方法，其特征在于，包括：

向待測物體依次投影第一條紋圖和第二條紋圖，得到第一變形條紋圖和第二變形條紋圖；

分別對所述第一變形條紋圖和所述第二變形條紋圖進行背景濾除和調制度幅值矯正，得到第一矯正結果和第二矯正結果；

利用利薩如橢圓擬合方法對所述第一矯正結果和所述第二矯正結果進行處理，得到所述待測物體的相位信息；

包括：利用利薩如橢圓擬合方法對所述第一矯正結果和所述第二矯正結果進行處理，得到利薩如橢圓表達式；

具體地，將所述第一矯正結果和所述第二矯正結果分別相加和相減，簡化后得到下式，

其中，δ表示第一變形條紋圖與第二變形條紋圖的相移量；

根據上式，得到利薩如橢圓表達式，

其中，x₀＝0，y₀＝0，(x₀,y₀)表示利薩如橢圓的圓心，

根據所述利薩如橢圓表達式，得到所述第一變形條紋圖和所述第二變形條紋圖之間的相移量；

具體地，對所述利薩如橢圓表達式進行變形轉換，得到二次方程，

其中，

采用最小二乘法對所述二次方程進行求解，得到系數a和b，

根據所述系數a和b，得到所述第一變形條紋圖和所述第二變形條紋圖之間的相移量，

根據所述相移量，得到所述測物體的相位信息；

具體地，根據所述相移量，按照下式計算得到所述測物體的相位信息，

根據所述相位信息，得到所述待測物體的三維形貌信息。

2.根據權利要求1所述的基于隨機兩幀相移條紋圖的三維測量方法，其特征在于，所述第一條紋圖和所述第二條紋圖之間的相移量為任意相移量。

3.根據權利要求1所述的基于隨機兩幀相移條紋圖的三維測量方法，其特征在于，所述第一變形條紋圖的強度為，

所述第二變形條紋圖的強度為，

其中，(x,y)表示圖像的像素點坐標，A₁(x,y)表示所述第一變形條紋圖的背景強度，B₁(x,y)表示所述第一變形條紋圖的調制度幅值，A₂(x,y)表示所述第二變形條紋圖的背景強度，B₂(x,y)表示所述第二變形條紋圖的調制度幅值，表示待測物體的相位信息，δ表示第一變形條紋圖與第二變形條紋圖的相移量。

4.根據權利要求3所述的基于隨機兩幀相移條紋圖的三維測量方法，其特征在于，分別對所述第一變形條紋圖和所述第二變形條紋圖進行背景濾除和調制度幅值矯正，得到第一矯正結果和第二矯正結果，包括：

利用高通濾波器分別將所述第一變形條紋圖和所述第二變形條紋圖的背景濾除，得到第一濾除背景圖和第二濾除背景圖，其強度表達式如下，

根據歸一化公式分別對所述第一濾除背景圖和所述第二濾除背景圖進行歸一化處理，得到所述第一矯正結果和所述第二矯正結果，其中，

所述歸一化公式如下：

其中，u^norm表示歸一化后的向量，表示內積，|| ||表示求范數；

所述第一矯正結果為，

所述第二矯正結果為，

其中，k＝1,2,…,K表示所述變形條紋圖中的像素點。

5.根據權利要求1所述的基于隨機兩幀相移條紋圖的三維測量方法，其特征在于，根據所述相位信息，得到所述待測物體的三維形貌信息，包括：

根據所述相位信息利用相位-高度映射關系，得到所述待測物體的三維形貌信息，

其中，l表示在測量系統中相機到待測物體參考平面的距離，d表示在測量系統中相機與投影儀之間的距離，f表示條紋圖的空間頻率。