[发明专利]一种多光栅投影双目视觉舌体表面三维整体成像方法

权利要求书

1.一种多光栅投影双目视觉舌体表面三维整体成像方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)构建舌表面形貌采集系统；

其中，舌表面形貌采集系统包括：第一投影仪、第二投影仪、第一相机、第二相机、第一光源、以及第二光源；

第一投影仪和第二投影仪作为双光栅投射器；第一相机和第二相机作为双目相机；

2)通过第一、第二投影仪畸变矫正，以及两个投影仪的图像像素匹配，将两个投影等效成一个大视场投影仪，用于覆盖舌头上表面和两侧表面的大视场光栅；

3)第一相机、第二相机分别和第一投影仪、第二投影仪组成两组光栅测量系统来采集舌头的两侧表面的三维信息；

4)第一相机、第二相机在舌头的上表面的视场重合区域构成了双目立体视觉系统，通过相位匹配同名点，实现精确稳定地测量舌头的上表面形貌特征；

其中，所述步骤2)具体为：

1)通过张正友相机标定算法，借助标定板标定出世界坐标系向相机图像坐标系的第一转换矩阵；

2)用投影仪向标定板分别投射横向与竖向条纹，相机拍摄条纹图，并解算绝对相位标定出世界坐标系向投影仪图像坐标系的第二转换矩阵；

3)根据张正友相机标定算法、结合最小二乘法计算出投影仪与标定板之间的坐标转换矩阵；同时获取从相机到投影仪的坐标转换矩阵；第一相机第二相机间的图像坐标转换关系借助标定板标定；

4)获取第一投影仪与第二投影仪之间的图像坐标转换关系。

2.根据权利要求1所述的一种多光栅投影双目视觉舌体表面三维整体成像方法，其特征在于，所述第一投影仪与第二投影仪之间的图像坐标转换关系具体为：

其中，为第一投影仪图像上一点的横坐标，为第一投影仪图像上一点的纵坐标，为第二投影仪图像对应点横坐标，为第二投影仪图像对应点纵坐标，为第一相机的图像向第一投影仪图像的转换矩阵，为第二相机的图像向第一相机图像的转换矩阵，为第二相机图像向第二投影仪图像的转换矩阵。

3.根据权利要求1所述的一种多光栅投影双目视觉舌体表面三维整体成像方法，其特征在于，所述方法还包括：

在相机图像过曝区域依据坐标转换关系找到对应投影仪图像坐标，并减小其投影亮度；

引入全场均匀约束，经过多次调整和迭代，最终使拼接后的大视场光栅条纹图亮度均匀。

4.根据权利要求1所述的一种多光栅投影双目视觉舌体表面三维整体成像方法，其特征在于，所述方法还包括：

将双目立体视觉系统的坐标系建立在第一相机上，同时单目系统坐标系建立在第二相机上；

单目系统需要对测量结果依照双目立体视觉系统标定出的转换矩阵进行坐标系转换；

三套系统的数据都统一到同一个坐标系后，测量系统采集到的舌头上表面数据与两侧面的测量数据将整合在一起。

5.根据权利要求1所述的一种多光栅投影双目视觉舌体表面三维整体成像方法，其特征在于，所述第一投影仪、第二投影仪为工业级投影仪TI Lightcrafter 4500。

6.根据权利要求1所述的一种多光栅投影双目视觉舌体表面三维整体成像方法，其特征在于，所述第一相机、第二相机为Basler ava1900-50gc。

7.根据权利要求1所述的一种多光栅投影双目视觉舌体表面三维整体成像方法，其特征在于，所述第一光源、以及第二光源为CCS HPR2-150SW。