[发明专利]一种定日镜三维测量方法

权利要求书

1.一种定日镜三维测量方法，其特征在于，按照以下步骤实施：

步骤1、设定定日镜三维测量结构，采集光屏上的光栅条纹，

利用数字投影仪向定日镜投射编码好的条纹图案，通过光屏的反射，工业相机采集光屏反射后的光栅条纹并传送至计算机；

步骤2、计算机进行四步相移法运算，得到相位主值，

投影条纹的灰度值用式(1)得到：

式中，g(x,y)为光栅条纹像素点(x,y)的灰度值，a(x,y)为背景光强值，b(x,y)为调制强度，f₀为载波频率，为被测物体高度调制相位，

对于连续的四帧光栅条纹，该四帧带有π/2相移光栅条纹的灰度值分别表示为：

由式(2)和式(4)得到式(6)：

由式(3)和式(5)得到式(7)：

由式(6)和式(7)得到式(8)：

对式(8)求取反正切函数，得到式(9)：

式(9)中，mod为取余算子，反正切运算得到的相位值ψ(x,y)被限制在(-π,π)之间，称为相位主值，而完整实际相位为式(10)：

式中，k为周期数；

步骤3、进行负指数增长时间相位展开，具体步骤为：

相邻两套展开相位差计算公式：

式中，s为光栅条纹最大周期数，NINT为取整算子，t'＝1,2,4，…,s/2，

四步相移法解包裹相位，光栅条纹周期数(s-t^’)和(s-2t’)的包裹相位计算分别是：

则包裹相位差Δψ(s-t',s-2t')为：

得到一个条纹周期数的展开相位，作为最终的展开相位。

2.根据权利要求1所述的定日镜三维测量方法，其特征在于：所述的步骤1中，采用的三维测量结构是，计算机(1)输出端与数字投影仪(2)输入端连接，数字投影仪(2)发出的照射光线对向定日镜(3)，照射光线被定日镜(3)反射至光屏(4)，工业相机(5)与光屏(4)对应设置采集光屏(4)上的光栅条纹，工业相机(5)的信号输出端接回计算机(1)中。

3.根据权利要求1所述的定日镜三维测量方法，其特征在于：所述的步骤3中，具体过程是，

假设最大投影条纹周期数s＝64，需要投影的条纹周期数分别为t＝64、63、62、60、56、48和32，则得到相邻两套条纹的包裹相位之差为：

由于则相邻两套条纹展开相位之差为：

由于根据上式得到条纹周期数为32的展开相位为：

条纹周期数为64、63、62、60、56、48的展开相位都能够获得，其中条纹周期数为64的展开相位为作为最终的展开相位。