[發(fā)明專利]一種基于最小二乘法對PSP中相移角度自校準的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210174210.7
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114459382A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 徐亦新;翟雷
• 申請（專利權(quán)）人: 嘉興市像景智能裝備有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

正弦條紋相移輪廓術(shù)(PSP)被廣泛應用于三維光學測量領(lǐng)域，PZT加條紋光柵的投影裝置是PSP主流應用的投影裝置之一，但該裝置存在裝配，振動等帶來的誤差難以消除。目前PSP缺少一種有效且方便自校準的方法。本發(fā)明公開一種基于最小二乘法對PSP中條紋投影相移實際值的自校準方法，包括：S1、根據(jù)理論波前相移角度推算PZT初始電壓。S2、PZT推動條紋光柵產(chǎn)生條紋圖案投影，相機拍攝圖像。S3、計算圖像的置信度。S4、劃分置信度為若干宮格，計算出置信度最佳宮格。S5、在圖像置信度最佳宮格內(nèi)用最小二乘法求得實際相移角度。S6、判斷相移角度是否在的容差范圍內(nèi)，否的話繼續(xù)迭代S2?S5，直到滿足要求。S7、相移角度用于后續(xù)的相位計算，采用非定長的相位求解算法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D檢測技術(shù)領(lǐng)域一種基于最小二乘法對正弦條紋相移輪廓術(shù)(PSP)中實際相移角度的自校準方法。

背景技術(shù)

PSP被廣泛應用于三維光學測量領(lǐng)域，PZT（壓電陶瓷）加條紋光柵（如朗奇光柵、正弦光柵等）的投影裝置是PSP主流應用的投影裝置之一，而PSP中正弦光的相移角度至關(guān)重要，但即使使用閉環(huán)PZT，該裝置仍然存在裝配，振動等因素帶來的誤差難以消除。目前這種方式缺少一種有效且方便的自校準的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：基于最小二乘法對相移輪廓術(shù)中投影正弦條紋實際相移角度值自校準的方法，系統(tǒng)包括面陣相機，PZT(可以是開環(huán)也可以是閉環(huán))和條紋光柵（如朗奇光柵、正弦光柵等）組成的投影裝置，電壓調(diào)整模塊，上位機(可以是工控機或者嵌入式平臺等)。其中包括以下步驟。

S₁、投影裝置由條紋光柵，PZT組成。上位機根據(jù)相移步數(shù)m計算出理論的波前相移角度φ_j ，然后結(jié)合PZT驅(qū)動器的工作電壓范圍求出PZT初始的工作輸入電壓V_j，其中j=1,…,m，m為相移步數(shù)。

S₂、條紋光柵被PZT推動形成相位移，投影正弦條紋圖案到物方，運動控制模塊控制相機移動到指定FOV位置進行取像。

S₃、上位機根據(jù)正弦條紋圖案求出FOV的置信度，圖像坐標i點的置信度M_i按如下公式計算：M_i=max(P_i,j)-min(P_i,j) ，其中i=1,…,n，n為像素數(shù)；j=1,…,m，m為相移步數(shù)，P_i,j為第j步相位移中第i個像素點的灰度值。

S₄、根據(jù)S₃求出的置信度圖像，計算出當前FOV的最佳置信度區(qū)域。

S₅、在置信度圖像最佳區(qū)域范圍內(nèi)使用最小二乘法求得實際的相移角度φ_j^，。