[發明專利]一種基于結構照明的三維測量方法及系統、存儲介質

有效

• 申請號: 202010463847.9
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111536904B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 楊洋
• 申請（專利權）人: 深圳市華漢偉業科技有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 彭家恩;彭愿潔

1.一種基于結構照明的三維測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取待檢測物體在多次投射的結構光照射下攝取的多幅投影圖像；

根據預設的標定關系對所述多幅投影圖像進行三維重建處理，得到所述待檢測物體的高度圖像包括：對所述多幅投影圖像進行解相位處理以得到所述投影圖像中任意像素點的相位信息；通過所述標定關系對任意像素點的相位信息進行函數求解，換算得到該像素點對應的世界坐標，利用任意像素點對應的世界坐標獲得該像素點對應的三維坐標信息；根據所述相位信息和所述三維坐標信息對所述待檢測物體進行三維重建，構建得到所述待檢測物體的高度圖像；所述標定關系包括所述投影圖像中任意像素點的坐標、相位與對應的世界坐標之間的換算關系；

對所述高度圖像進行處理，得到所述待檢測物體的三維信息；

涉及的所述標定關系通過以下步驟被預設：

獲取一標定板在多個標定平面上分別攝取的標定圖像；所述多個標定平面為所述標定板在世界坐標系中沿一個坐標軸設置的多個放置面；

根據各幅所述標定圖像通過解相位處理得到所述標定圖像中任意像素點的相位信息；

利用任意像素點的相位信息通過相位擬合得到任意像素點的相位值與高度值之間的關系式，所述關系式表示為

z＝a_ijφ_ij²+b_ijφ_ij+c_ij；

其中，系數a_ij、b_ij、c_ij可以通過以下方程得到

其中，φ_ij為像素坐標(i,j)處像素點的相位值，下標ij表示像素索引，下標k表示所述標定板在所述多個標定平面上的位置序號；

根據所述關系式建立所述標定圖像中任意像素點與對應的世界坐標之間的換算函數，用公式表示為

z_k＝Z(φ,i,j)，x_k＝X(z_k,i,j)，y_k＝Y(z_k,i,j)；

其中，i、j分別為行列像素序號，Z為多項式求解函數，X、Y均為線性關系式求解函數，φ為相位值，(x_k,y_k,z_k)表示像素坐標(i,j)處的像素點對應的世界坐標；

將所述標定圖像中任意像素點與對應的世界坐標之間的換算函數作為所述標定關系。

2.如權利要求1所述的三維測量方法，其特征在于，所述獲取待檢測物體在多次投射的結構光照射下攝取的多幅投影圖像，包括：

所述結構光包括預設的相移圖像和/或格雷碼圖像；

若所述結構光為相移圖像，則獲取多次投射的所述相移圖像在相同投射方向或不同投射方向照射所述待檢測物體時分別對應攝取的投影圖像；

若所述結構光為格雷碼圖像，則獲取多次投射的所述格雷碼圖像在相同投射方向或不同投射方向照射所述待檢測物體時分別對應攝取的投影圖像；

若所述結構光為相移圖像和格雷碼圖像的結合圖像，則獲取多次投射的所述結合圖像在相同投射方向或不同投射方向照射所述待檢測物體時分別對應攝取的投影圖像；

所述多幅投影圖像包括多次投射的所述相移圖像分別對應的投影圖像和多次投射的所述格雷碼圖像分別對應的投影圖像，或者，所述多幅投影圖像包括多次投射的所述結合圖像分別對應的投影圖像。

3.如權利要求2所述的三維測量方法，其特征在于，若所述多幅圖像包括多次投射的所述相移圖像分別對應的投影圖像和多次投射的所述格雷碼圖像分別對應的投影圖像，則對所述多幅投影圖像進行解相位處理的過程包括：

獲取所述相移圖像對應的每一幅投影圖像上每一個像素點的相位信息，以及獲取所述格雷碼圖像對應的每一幅投影圖像上每一個像素點的空間編碼信息；

根據各像素點的相位信息和空間編碼信息對各像素點進行相位求解，得到各個像素點的相位信息。