[發明專利]一種彩色光柵解相位方法

有效

• 申請號: 202010774161.1
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN112113516B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 周驥;楊承國;侯帥民;侯學東;賈文剛;石宋瑋;烏珠克
• 申請（專利權）人: 內蒙古能建數字信息科技有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25;G01B11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及結構光技術，具體涉及一種彩色光柵解相位方法，包括：依據采集彩色光柵做一個顏色到數字的映射，生成顏色編碼；基于傅里葉變換求周期條紋光柵主值，完成主值增強優化，通過頻域分析正弦周期光柵信號，過濾噪聲，提高算法環境適應能力；分析主值的周期，提取周期線；依據周期線、顏色編碼、主值計算光柵周期；使用周期和主值計算相位。本發明解決了傳統解相位方法的諸多弊端，首先避免了起始周期錯誤對其他周期求解的誤導，巧妙避開誤差傳播；其次彩色光柵相對于黑白光柵，相機采集噪聲有所降低，提高算法健壯性。

技術領域

本發明涉及結構光技術，具體涉及一種彩色光柵解相位方法。

背景技術

當前結構光技術，需要多幅光柵才能計算相位，適用場景均為靜態測量，故單幅光柵解相位比多幅光柵解相位方法有更多應用場景和簡易操作，對于產業落地、賦能生產科研具有重要意義。

傳統單幅光柵解相位多為迭代式方法，在人為選定相位起點后，依據相鄰點的周期相鄰或者同周期逐個展開下一個點，這樣的方法只適合解平滑的平面投影光柵，對于有截斷光柵的圖像，特別是截斷相位超過一個周期的光柵，影響特別大。其他的解法多為引導法，依據引導原則逐個展開，使用大量時間成本換取精度，相比第一類方法起始點定位有所提高，但本質上沒創新，依然擺脫不了誤差傳遞，且不支持高并發。

發明內容

鑒于上述現有技術中所存在的問題，本發明提供一種彩色光柵解相位方法，解決傳統算法的誤差傳導和效率低的難題、傳統算法受算法因素影響以及測量場景的特點測量方法只能在測量面平滑、靜態且拍攝多幅光柵的環境下使用的問題。本發明解決了以上問題，同時增強了算法的健壯性，豐富了算法的應用環境，支持動態測量，支持高并發極大地提高算法運行效率。

本發明的具體技術方案如下：

一種彩色光柵解相位方法，實驗裝置包括單目相機、投影儀、計算機，所述投影儀用于投射彩色光柵圖像，所述單目相機用于拍攝彩色光柵圖像，所述計算機用于計算相位，所述攝像頭與計算機通過USB3.0數據線連接，所述投影儀與計算機通過HDMI連接線連接，其特征在于，包括：

依據顏色編碼生成相機圖像顏色編碼；

依據偽隨機序列編碼彩色投影光柵；

基于傅里葉變換求周期條紋光柵主值；

依據周期條紋光柵主值提取周期線；

依據周期線、顏色編碼、周期條紋光柵主值計算光柵周期；

依據周期和周期條紋光柵主值解相位。

下面對上述技術方案進行進一步限定：

可選地，依據debruijn偽隨機序列編碼彩色投影光柵。

可選地，采用紅綠藍三種顏色依據debruijn偽隨機序列編碼彩色投影光柵。

所述彩色投影光柵可編碼27個周期。

可選地，利用顏色編碼表完成相機圖像的顏色編碼。

可選地，所述周期條紋光柵主值使用傅里葉變換公式為：

可選地，在周期條紋光柵主值上找到一個點，查詢顏色編碼，記錄顏色，查詢后兩個周期的顏色，記錄顏色，三個顏色組成一個隨機序列，對應到一個實際周期，遍歷周期條紋光柵主值，解得周期。

本發明具有以下有益效果：

1)彩色光柵比黑白光柵在自然光中利于相機采集，提高算法的魯棒性；

2)彩色光柵解相位使用單幅圖片，使用于動態測量環境，支持移動實驗，從本質上改進了算法；