[发明专利]一种彩色复合光栅的三维面形测量方法

权利要求书

1.一种彩色复合光栅的三维面形测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.设置三角测量系统：采用彩色数码相机、彩色光栅投射器和图像处理 器组成的成像装置，使彩色光栅投射器的出瞳、彩色数码相机的入瞳和光场中 心处于同一平面内构成一个三角测量系统；

B.投射彩色复合编码图像：通过彩色光栅投射器向待测物体投射彩色复 合编码图像，所述彩色复合编码图像的编码方法为：在R、G、B三色通道的其 中一个通道中写入均匀排列的数字点阵图像，在另两个通道中分别写入光强呈 正弦变化的正弦条纹图像和背景光图像，再将数字点阵图像、正弦条纹图像和 背景光图像合成为一幅彩色复合编码图像；

C.拍摄并分离经待测物体反射后的彩色复合编码图像：由彩色数码相机 拍摄经待测物体反射后的彩色复合编码图像，并将拍摄得到的反射后的彩色复 合编码图像利用色彩分离技术进行R、G、B三通道分离，获得每个通道上的灰 度图像；

D.相位展开预处理：由数字点阵图像所在通道获得的反射后的数字点阵 图像计算得到采样点处的绝对相位值，由正弦条纹图像所在通道获得的反射后 的正弦条纹图像计算得到截断相位，由背景光图像所在通道获得的反射后的背 景光图像得到待测物体边缘轮廓；

E.由截断相位展开得到物体三维面形数据：结合数字点阵图像得到的采 样点处的绝对相位值与背景光图像得到的待测物体边缘轮廓信息控制由正弦 条纹图像计算得到的截断相位展开，根据系统几何参数进行仿射变换，得到待 测物体表面三维面形数据；根据R通道得到的采样点处绝对相位值，结合B通 道得到的物体边缘轮廓信息控制G通道的截断相位进行展开；当相位展开进行 到由B通道得到的物体边缘轮廓时，改变相位展开路径，绕过此处的物体边缘 轮廓线，相位展开路径不直接穿过物体边缘轮廓；当展开进行到数字点阵图像 采样点处时，将此处的相位展开值与采样点绝对相位值进行比较；若两者差值 在事先设定的允许范围内时则继续展开，否则用该采样点处的绝对相位值修正 相位展开值；当某一区域被物体轮廓线完全包围，而此区域以外区域所有未被 包围点相位均被展开时，以该被包围区域内的采样点为起点对该区域内部进行 相位展开；最后，对物体边缘轮廓线上的点进行相位展开。

2.根据权利要求1所述的一种彩色复合光栅的三维面形测量方法，其特 征在于，在上述步骤C之后，步骤D之前，还包括步骤：

F.对正弦条纹图像进行色彩校正，以消除彩色数码相机和彩色光栅投射 器引入的光场非正弦性误差。

3.根据权利要求1所述的一种彩色复合光栅的三维面形测量方法，其特 征在于，在上述步骤C之后，步骤D之前，还包括步骤：

G.对R、G、B通道内的数字点阵图像、正弦条纹图像和背景光图像进行 滤波或直方图均衡处理，用以去除环境和器件本身的噪声，提高图像对比度， 获得更佳的图像质量。