[發明專利]一種基于相位編碼的快速相位解包裹方法

有效

• 申請號: 202010013707.1
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111174730B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 伏燕軍;張鵬飛;韓勇華;桂建楠;江光裕
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 深圳市智旭鼎浩知識產權代理事務所(普通合伙) 44746
• 代理人: 周超

1.一種基于相位編碼的快速相位解包裹方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、利用計算機生成的兩幅正弦條紋圖表示為I₁(x,y)、I₂(x,y)，生成的兩幅相位編碼條紋圖表示為I₃(x,y)、I₄(x,y)且其相移分別為0、π/2，生成的一幅空白圖表示為I₅(x,y)，其五幅圖的光學表達式分別為：

I₅(x,y)＝2A(x,y) (5)

其中A(x,y)為背景光強，B(x,y)為調制強度，T為條紋周期數，I₅(x,y)為空白圖直流分量的兩倍，

步驟二、利用公式(6)生成的額外兩幅正弦條紋圖I₆(x,y)、I₇(x,y)和兩幅相位編碼條紋圖I₈(x,y)、I₉(x,y)，其光學表達式分別為：

I_i(x,y)＝I₅(x,y)-I_j(x,y)；j＝1,2,3,4 (6)

步驟三、利用四幅正弦條紋圖得到待測物體的包裹相位，利用四幅相位編碼條紋圖得到待測物體的條紋級次，通過計算進而求得待測物體的絕對相位，方法如下所示：

表示包裹相位，利用公式(11)求解出相機拍攝的兩幅正弦條紋圖I₁(x,y)、I₂(x,y)和額外生成的兩幅正弦條紋圖I₆(x,y)、I₇(x,y)所包含的包裹相位：

表示編碼相位，用公式(12)表示：

其中x為投影儀水平方向的像素點，p為條紋間距或每個條紋周期的像素數，floor[x]為取整函數，mod(x,y)為取余函數；

將編碼相位嵌入正弦條紋圖得到相位編碼條紋圖，再利用公式(13)得到階梯相位：

根據階梯相位，利用公式(14)求得條紋級次k(x,y)：

其中fix[x]為向0取整函數；

得到條紋級次后，利用公式(15)求得最終的絕對相位φ(x,y)，

2.根據權利要求1所述的一種基于相位編碼的快速相位解包裹方法，其特征在于，通過獲得的所述絕對相位，進行相位-高度轉換，利用公式(16)得到待測物體真實的高度信息：

其中f₀為參考平面上的正弦條紋頻率，Δφ為待測物體表面和參考平面對應點的絕對相位差，d為投影儀和攝像機之間的距離，L為投影儀和攝像機到參考平面的距離。