[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于明暗反差大場(chǎng)景的高精度三維重建方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210344110.0
• 申請(qǐng)日: 2012-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102881043A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋麗梅;楊燕罡;陳卓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00;G06T7/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種應(yīng)用于明暗反差大場(chǎng)景的高精度三維重建方法，本發(fā)明所述的三維重建方法可應(yīng)用到如下的硬件系統(tǒng)中：

用于投射光信號(hào)的光源投射裝置，光源投射裝置的分辨率為L(zhǎng)_R×L_C；

用于精度控制、圖像采集和數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)；

用于采集圖像的彩色攝像機(jī)，圖像分辨率為C_R×C_C，相機(jī)個(gè)數(shù)為1-2個(gè)；

用于放置所述的光源投射裝置和所述的彩色攝像機(jī)的掃描平臺(tái)；

所述的高精度三維重建方法，其特征是，其操作步驟如下：

步驟1：選取合適的λ₁、λ₂、λ₃三種波長(zhǎng)的正弦或者余弦函數(shù)光柵，所述的三種波長(zhǎng)的光柵的用途是，經(jīng)過(guò)所述光學(xué)投影裝置轉(zhuǎn)化為亮度信息后，可以向物體投射相移光柵。λ₁、λ₂、λ₃的數(shù)值不同，為了表述方便，本發(fā)明暫且假設(shè)λ₁＞λ₂＞λ₃，如果相移光柵為豎向排列，則三種波長(zhǎng)應(yīng)滿足的關(guān)系如下式所示：

λ₁≥L_R?λ₁＝Mλ₂?λ₂＝Nλ₃(M和N為整數(shù))????????公式(1)

如果相移光柵為橫向排列，則三種波長(zhǎng)應(yīng)滿足的關(guān)系如下：

λ₁≥L_c?λ₁＝Mλ₂?λ₂＝Nλ₃(M和N為整數(shù))????????公式(2)

步驟2：利用所述的光源投射裝置，向物體分別投射波長(zhǎng)為λ₁、λ₂、λ₃的相移光柵，投射順序無(wú)需限定，即投射順序可以是λ₁-λ₂-λ₃、λ₁-λ₃-λ₂、λ₂-λ₁-λ₃、λ₂-λ₃-λ₁、λ₃-λ₁-λ₂或者λ₃-λ₂-λ₁六種方式中的任何一種，相移的步數(shù)應(yīng)大于3步，最好為4-8步；

步驟3：采集每幅相移圖像，并計(jì)算圖像上每個(gè)點(diǎn)(x，y)在λ₁、λ₂、λ₃三種波長(zhǎng)情況下的相位θ₁(x，y)、θ₂(x，y)、θ₃(x，y)；

步驟4：對(duì)于在λ₃波長(zhǎng)相移光柵中的每個(gè)點(diǎn)(x，y)，利用其原始相位θ₃(x，y)，按如下公式計(jì)算其全局相位θ_3-G(x，y)；

θ3-G(x,y)=θ3(x,y)+2π×(int)(θ1(x,y)2π)×λ1λ2×λ2λ3+(int)(θ2(x,y)2π)×λ2λ3]]>公式(3)

其中：

θ₃(x，y)：為波長(zhǎng)為λ₃的情況下，(x，y)點(diǎn)的原始相位；

為波長(zhǎng)為λ₃的情況下，(x，y)點(diǎn)的全局相位；

θ₁(x，y)：為波長(zhǎng)為λ₁的情況下，(x，y)點(diǎn)的原始相位；

θ₂(x，y)：為波長(zhǎng)為λ₂的情況下，(x，y)點(diǎn)的原始相位；

步驟5：將步驟4中所得到的每個(gè)點(diǎn)的全局相位信息θ_3-G(x，y)，利用已有的成熟的相位測(cè)量方法，計(jì)算每個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息，進(jìn)而獲得被測(cè)場(chǎng)景的全部的三維坐標(biāo)信息，三維重建方法結(jié)束。