[發(fā)明專利]一種高精度雙波段抗干擾3D結(jié)構(gòu)光重構(gòu)方法

在審

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• 申請日: 2022-08-02
• 公開（公告）號: CN115294221A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鵬杰
• 申請（專利權(quán)）人: 賽密特思半導(dǎo)體技術(shù)（蘇州）有限公司
• 主分類號: G06T9/00
• 分類號: G06T9/00;G06T7/70;G06T3/00;G06T15/50;G06T17/00
• 代理公司: 北京哌智科創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11745
• 代理人: 來慶英

本發(fā)明公開了一種高精度雙波段抗干擾3D結(jié)構(gòu)光重構(gòu)方法，屬于3D結(jié)構(gòu)光重構(gòu)方法技術(shù)領(lǐng)域，使用藍(lán)紅格雷碼進(jìn)行投影，選用全格雷碼方法解碼，使用3ccd/cmos數(shù)字相機(jī)進(jìn)行圖像采集，通過3ccd相機(jī)中R圖和B圖的數(shù)據(jù)，采用時(shí)域編碼獲得每個(gè)位置上紅色格雷碼的碼字和藍(lán)色格雷碼的碼字，掃描每個(gè)位置，通過紅藍(lán)格雷碼互逆的校驗(yàn)得到1次反射點(diǎn)的位置和非1次反射點(diǎn)的位置，對于非1次反射點(diǎn)上的紅藍(lán)格雷碼碼字，先搜索R圖中與該點(diǎn)紅色格雷碼碼字相同的1次反射點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種3D結(jié)構(gòu)光重構(gòu)方法，特別是涉及一種高精度雙波段抗干擾3D結(jié)構(gòu)光重構(gòu)方法，屬于3D結(jié)構(gòu)光重構(gòu)方法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

典型的3D結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)是由數(shù)字投影和數(shù)字相機(jī)組成，數(shù)字投影配合重構(gòu)算法投射一系列2值或灰度條紋，數(shù)字相機(jī)在采集到這些圖像后，根據(jù)重構(gòu)算法重構(gòu)出被測對象的三維點(diǎn)云信息。典型的重構(gòu)算法有相移法(三步相移或者四步相移)、光切法和全格雷碼法。相移法使用的投影圖像是多級灰度圖像，根據(jù)灰度值計(jì)算出對應(yīng)點(diǎn)的相位，再根據(jù)標(biāo)定結(jié)果計(jì)算出點(diǎn)云的高度值。以4步相移法為例，其相位計(jì)算公式如圖1所示；

其中I1，I2，I3，I4為該點(diǎn)4步相移中的灰度值，光切法則需要提取單條光線的中心位置，主要也是依據(jù)光線的強(qiáng)度信息，全格雷碼的方法都是用2值條紋，比較其他幾種方法對灰度敏感性更弱一些，即便如此，在實(shí)際應(yīng)用中，由于產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)特性，高低起伏造成了產(chǎn)品本身范圍內(nèi)有大量的1次反射、2次反射光，甚至多次反射光，特別是對金屬加工件或者亮度變化較大的產(chǎn)品，由于光線反射造成的灰度變化，會(huì)導(dǎo)致相移法的相位計(jì)算錯(cuò)誤，光切法的光線中心找錯(cuò)，格雷碼的黑白判斷出錯(cuò)，進(jìn)而導(dǎo)致重構(gòu)數(shù)據(jù)無效或者錯(cuò)誤，因此去除或者減少反射光線對于重構(gòu)的影響對于進(jìn)行產(chǎn)品的準(zhǔn)確重構(gòu)和測量非常重要，本發(fā)明提供一種能減小乃至去除測量過程中反射光影響的一種方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是為了提供一種高精度雙波段抗干擾3D結(jié)構(gòu)光重構(gòu)方法，使用藍(lán)紅格雷碼進(jìn)行投影，選用全格雷碼方法解碼，使用3ccd/cmos數(shù)字相機(jī)進(jìn)行圖像采集，通過3ccd相機(jī)中R圖和B圖的數(shù)據(jù)，采用時(shí)域編碼獲得每個(gè)位置上紅色格雷碼的碼字和藍(lán)色格雷碼的碼字，掃描每個(gè)位置，通過紅藍(lán)格雷碼互逆的校驗(yàn)得到1次反射點(diǎn)的位置和非1次反射點(diǎn)的位置，對于非1次反射點(diǎn)上的紅藍(lán)格雷碼碼字，先搜索R圖中與該點(diǎn)紅色格雷碼碼字相同的1次反射點(diǎn)，如果有，則該非一次反射點(diǎn)位上選用藍(lán)色格雷碼碼字，如果沒有，則在B圖中搜索與該點(diǎn)的藍(lán)色格雷碼碼字相同的1次反射點(diǎn)，如果有，則該非1次反射點(diǎn)選用紅色格雷碼碼字，如果沒有，則搜索該非1次反射點(diǎn)周邊一次反射點(diǎn)的紅藍(lán)格雷碼碼字，根據(jù)連續(xù)性規(guī)則，選擇紅藍(lán)格雷碼中最接近的碼字作為最終選擇，按照步驟六和步驟七中的方法處理所有非1次反射點(diǎn)，對處理后的格雷碼碼字，根據(jù)系統(tǒng)的標(biāo)定方法，計(jì)算點(diǎn)云數(shù)據(jù)，因此提高了準(zhǔn)確測量和重構(gòu)。

本發(fā)明的目的可以通過采用如下技術(shù)方案達(dá)到：

一種高精度雙波段抗干擾3D結(jié)構(gòu)光重構(gòu)方法，步驟一：選擇彩色投影儀，并使紅，藍(lán)光的光源波段盡量窄；

步驟二：使用藍(lán)紅格雷碼進(jìn)行投影，選用全格雷碼方法解碼；

步驟三：使用3ccd/cmos數(shù)字相機(jī)進(jìn)行圖像采集；

步驟四：通過3ccd相機(jī)中R圖和B圖的數(shù)據(jù)，采用時(shí)域編碼獲得每個(gè)位置上紅色格雷碼的碼字和藍(lán)色格雷碼的碼字；

步驟五：掃描每個(gè)位置，通過紅藍(lán)格雷碼互逆的校驗(yàn)得到1次反射點(diǎn)的位置和非1次反射點(diǎn)的位置；

步驟六：對于非1次反射點(diǎn)上的紅藍(lán)格雷碼碼字，先搜索R圖中與該點(diǎn)紅色格雷碼碼字相同的1次反射點(diǎn)，如果有，則該非一次反射點(diǎn)位上選用藍(lán)色格雷碼碼字，如果沒有，則在B圖中搜索與該點(diǎn)的藍(lán)色格雷碼碼字相同的1次反射點(diǎn)，如果有，則該非1次反射點(diǎn)選用紅色格雷碼碼字；

步驟七：如果沒有，則搜索該非1次反射點(diǎn)周邊一次反射點(diǎn)的紅藍(lán)格雷碼碼字，根據(jù)連續(xù)性規(guī)則，選擇紅藍(lán)格雷碼中最接近的碼字作為最終選擇；