[发明专利]一种三维形貌测量的方法和系统有效

专利信息
申请号: 201810011176.5 申请日: 2018-01-05
公开(公告)号: CN108088391B 公开(公告)日: 2020-02-07
发明(设计)人: 徐玉华;朱宪伟 申请(专利权)人: 深度创新科技(深圳)有限公司
主分类号: G01B11/25 分类号: G01B11/25
代理公司: 44205 广州嘉权专利商标事务所有限公司 代理人: 唐致明
地址: 518055 广东省深圳*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 散斑图像 三维形貌测量 被测物 包裹相位 第二相 图像 视差图恢复 三维形貌 图像计算 视差图 相移 投影 测量 采集
【权利要求书】:

1.一种三维形貌测量的方法,其特征在于,包括:

周期性地向被测物投影M幅第一相移图像和N幅第一二值随机散斑图像;其中,当前周期的所述N幅第一二值随机散斑图像不同且当前周期的所述N幅第一二值随机散斑图像与当前周期的上一周期的所述N幅第一二值随机散斑图像也不同,M为不小于3的自然数,N为自然数;

周期性地采集所述M幅第一相移图像和所述N幅第一二值随机散斑图像得到对应的M对第二相移图像和N对第二二值随机散斑图像;

根据当前周期的所述M对第二相移图像计算得到包裹相位;

根据当前周期的上一周期的所述N对第二二值随机散斑图像和当前周期的所述N对第二二值随机散斑图像结合所述包裹相位进行视差图计算,再根据所述视差图恢复所述被测物的三维形貌。

2.根据权利要求1所述的三维形貌测量的方法,其特征在于,奇数周期投影的所述N幅第一二值随机散斑图像相同,偶数周期投影的所述N幅第一二值随机散斑图像相同。

3.根据权利要求1或2所述的三维形貌测量的方法,其特征在于,N的取值为1。

4.根据权利要求1所述的三维形貌测量的方法,其特征在于,在所述根据当前周期的所述M对第二相移图像计算得到包裹相位的步骤中,所述计算得到包裹相位包括计算得到第一包裹相位图和第二包裹相位图;相应地,

所述根据当前周期的上一周期的所述N对第二二值随机散斑图像和当前周期的所述N对第二二值随机散斑图像结合所述包裹相位进行视差图计算,再根据所述视差图恢复所述被测物的三维形貌的步骤包括:

摄像机参数标定;

根据相位差的绝对值小于预设相位差阈值的判断获取所述第一包裹相位图中特定像素点在所述第二包裹相位图中对应的候选匹配像素点集;

利用当前周期的上一周期的所述N对第二二值随机散斑图像和当前周期的所述N对第二二值随机散斑图像,从所述候选匹配像素点集中根据相似性最大获取所述特定像素点对应的匹配像素点,所述特定像素点和对应的匹配像素点构成匹配像素对;

根据所述匹配像素对的坐标差值获取被测物的视差图,再根据所述视差图恢复所述被测物的三维形貌。

5.根据权利要求4所述的三维形貌测量的方法,其特征在于,在所述根据所述匹配像素对的坐标差值获取被测物的视差图,再根据所述视差图恢复所述被测物的三维形貌的步骤之前,还包括:

根据所述匹配像素点的邻域空间中的若干个像素点拟合多项式,利用所述多项式获取所述特定像素点更新后的对应的匹配像素点,所述特定像素点和更新后的对应的匹配像素点构成更新后的匹配像素对。

6.根据权利要求4所述的三维形貌测量的方法,其特征在于,在所述根据所述匹配像素对的坐标差值获取被测物的视差图,再根据所述视差图恢复所述被测物的三维形貌的步骤之前,还包括:

通过双向匹配去除误匹配像素对。

7.一种三维形貌测量的系统,其特征在于,包括:

周期投影模块,用于周期性地向被测物投影M幅第一相移图像和N幅第一二值随机散斑图像;其中,当前周期的所述N幅第一二值随机散斑图像不同且当前周期的所述N幅第一二值随机散斑图像与当前周期的上一周期的所述N幅第一二值随机散斑图像也不同,M为不小于3的自然数,N为自然数;

周期采集模块,用于周期性地采集所述M幅第一相移图像和所述N幅第一二值随机散斑图像得到对应的M对第二相移图像和N对第二二值随机散斑图像;

相位计算模块,用于根据当前周期的所述M对第二相移图像计算得到包裹相位;

时空立体匹配模块,用于根据当前周期的上一周期的所述N对第二二值随机散斑图像和当前周期的所述N对第二二值随机散斑图像结合所述包裹相位进行视差图计算,再根据所述视差图恢复所述被测物的三维形貌。

8.根据权利要求7所述的三维形貌测量的系统,其特征在于,奇数周期投影的所述N幅第一二值随机散斑图像相同,偶数周期投影的所述N幅第一二值随机散斑图像相同。

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