[發(fā)明專(zhuān)利]針對(duì)連續(xù)表面的自適應(yīng)投影云紋方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110872647.3
• 申請(qǐng)日: 2021-07-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113587850B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫晨;蔡天宇;陳巨兵;馬少鵬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/25
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/25;G06T7/80;G06T17/00
• 代理公司: 上海交達(dá)專(zhuān)利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種針對(duì)連續(xù)表面的自適應(yīng)投影云紋方法，其特征在于，包括：通過(guò)標(biāo)定后的真實(shí)投影儀與相機(jī)，以投影云紋技術(shù)測(cè)量出物體的三維初步形貌；根據(jù)三維初步形貌、標(biāo)定得到的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)構(gòu)建虛擬投影云紋模型，基于預(yù)設(shè)的理想云紋參數(shù)，通過(guò)自適應(yīng)迭代算法在虛擬環(huán)境下模擬滿足投影需求的柵線柵距并生成待投影的數(shù)值柵線圖；最后將數(shù)值柵線圖通過(guò)真實(shí)投影儀投影至被測(cè)物體表面并采集均勻分布的云紋圖像，進(jìn)而得到待測(cè)物體的精確三維形貌；

所述的待測(cè)物體的精確三維形貌，采用移動(dòng)參考平面的方式來(lái)標(biāo)定出全場(chǎng)的靈敏度系數(shù)，在獲得物體的自適應(yīng)云紋相位后即計(jì)算出物體的精確三維形貌；

所述的構(gòu)建虛擬投影云紋模型，具體包括：

1)相機(jī)模型與投影儀模型均表示為s[u，v]^T＝K[R，T][X，Y，Z，1]^T，其中：[u,v]為待測(cè)表面上一待測(cè)點(diǎn)在投影儀或相機(jī)的像素平面上的像素坐標(biāo),[X,Y,Z]為該測(cè)點(diǎn)的世界坐標(biāo),s為尺度因子,K為投影儀或者是相機(jī)內(nèi)部參數(shù),[R,T]為投影儀或者是相機(jī)相對(duì)世界坐標(biāo)系的外部參數(shù)，R為3×3的旋轉(zhuǎn)矩陣,T為三維的平移向量；

2)在已知[u,v]以及Z的情況下,反推出[X，Y]＝A^-1B，其中：u_pm以及v_pm為世界點(diǎn)M在投影儀像素平面上的像素坐標(biāo),P_p等價(jià)于[R，T]這一矩陣,是從世界坐標(biāo)系到投影儀坐標(biāo)系的變換矩陣；

3)對(duì)于任意一個(gè)投影儀像素平面上的像素點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的物體表面高度，根據(jù)相機(jī)模型以及投影儀模型就可以計(jì)算出相應(yīng)的X，Y的坐標(biāo)，然后再將這一世界點(diǎn)坐標(biāo)通過(guò)相機(jī)成像模型投影到相機(jī)成像平面上，獲得相應(yīng)的像素坐標(biāo)u_cm與v_cm，具體為：[u_cm v_cm 1]＝G(u_pm，v_pm，Z_wM)，即m_c＝G(m_p，Z_wM)，其中m_p＝[u_pm，v_pm]，m_c＝[u_cm，v_cm]。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對(duì)連續(xù)表面的自適應(yīng)投影云紋方法，其特征是，所述的標(biāo)定，采用棋盤(pán)格標(biāo)定板標(biāo)定出投影儀與相機(jī)的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對(duì)連續(xù)表面的自適應(yīng)投影云紋方法，其特征是，所述的投影云紋技術(shù)是指：通過(guò)將柵線光投射至物體表面，通過(guò)采集受物體表面離面位移及通過(guò)參考光柵調(diào)制后產(chǎn)生的若干個(gè)畸變圖像，即云紋條紋圖像，再以相移算法計(jì)算得到變形前后對(duì)應(yīng)的全場(chǎng)的位相，從而得到三維初步形貌。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對(duì)連續(xù)表面的自適應(yīng)投影云紋方法，其特征是，所述的構(gòu)建虛擬投影云紋模型是指：采用光線追蹤的方式在虛擬環(huán)境下建立的與實(shí)際云紋測(cè)量系統(tǒng)成像特性一致的模型，即通過(guò)相機(jī)模型、投影儀模型和物體的形貌建立投影得到的投影儀與相機(jī)像素平面上的像素點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。