[發(fā)明專利]一種基于三目約束的包裹相位非展開快速立體匹配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011332881.9
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112562007B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜宏志;王季源;趙慧潔;李旭東
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/30;G06T15/10;G06T17/00
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1.一種基于三目約束的包裹相位非展開快速立體匹配方法，其特征在于：成像過程包括以下步驟：

(1)先將事先標(biāo)定好的投影儀和兩個工業(yè)相機面向被成像場景放置，投影儀的投射區(qū)域應(yīng)盡量與相機視場重合；

(2)利用投影儀向被成像場景投射雙頻四步相移正弦條紋圖像，并通過兩個工業(yè)相機拍攝；

(3)根據(jù)拍攝到雙頻四步相移正弦條紋圖像，通過四步相移解相與外差合成獲取兩種頻率下及合成頻率下的包裹相位，并進行極線校正；

(4)根據(jù)左相機圖像平面上像素點的包裹相位，先利用深度范圍約束，即在對被成像場景進行三維重建時，被成像場景在世界坐標(biāo)系下的位置應(yīng)在測量系統(tǒng)的工作距離附近，從而縮小右相機圖像平面上搜索范圍，再利用極線約束搜索范圍內(nèi)等相位點，如果等相位亞像素點在條紋周期邊緣，進行相位修正后插值計算，其中相位修正技術(shù)，是指在單頻條紋周期邊緣及合成條紋周期邊緣時容易造成誤匹配，因此對待匹配點及待插值點小于0的相位作加2π修正后再進行插值，實現(xiàn)了條紋周期邊緣處匹配點的正確對應(yīng)；

(5)根據(jù)雙頻相位約束，即將某一頻率左右相片上的等相位待匹配點代入另一頻率包裹相位圖中，驗證是否為等相位點，從而篩選誤匹配點，將剩余所有匹配點進行三維重建，將三維空間點重投影至投影儀圖像平面上，利用合成相位約束與三目約束，采用經(jīng)雙頻條紋約束后的所有匹配點進行重建，并重投影至投影儀合成條紋圖像中，求取投影點在投影儀合成條紋圖像中的相位值，將此相位值與待匹配點在合成條紋圖像中相位值比較，相同即為真實匹配點，完成被成像場景的重建。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(4)中深度范圍約束，是指在對被成像場景進行三維重建時，被成像場景在世界坐標(biāo)系下的位置應(yīng)在測量系統(tǒng)的工作距離附近，將左相機匹配點與右相機等相位待匹配點進行三維重建時，誤匹配點重建的三維坐標(biāo)可能在測量空間以外，因此選取三維坐標(biāo)在測量空間范圍內(nèi)的等相位點作為待匹配點。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(5)中的雙頻相位約束，是指將一種頻率的包裹相位進行深度范圍約束與相位修正后，左相片上匹配點可在右相片深度范圍內(nèi)搜索等相位待匹配點，將搜尋到的等相位待匹配點代入另一種頻率包裹相位圖中進行驗證，若同時滿足在另一頻率也為等相位點，才將此點保留，從而提高匹配重建精度。