[发明专利]一种基于自动曝光控制与自动切换投影图案的投影方法

权利要求书

1.一种基于自动曝光控制与自动切换投影图案的投影方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：根据当前曝光时间以及当前编码图案，使用双目视觉与主动结构光源投影方法进行图像采集，并根据采集到的所有图像，进行三维成像；

S2：获取每次采集的最后一张图像，使用动态分区和动态权重系数调节方法，将图像划分为背景区域和目标区域，根据两个区域的平均亮度的对比，确定每个区域的权重系数，并得到该图像的平均亮度，包括如下步骤：

S2-1：将获取的图像平均分为若干个小块区域，并根据其对比度将小块区域划分为目标区域和背景区域；

根据两个相邻小块区域的垂直方向和水平方向亮度的对比度确定目标区域与背景区域；

所述对比度的计算公式为：

式中，ΔB_r(i,j)为坐标(i,j)的小块区域在水平方向的对比度，ΔB_l(i,j)为坐标(i,j)的小块区域在垂直方向的对比度；B_(i,j)、B_(i+1,j)、B_(i,j+1)分别为坐标(i,j)、(i+1,j)、(i,j+1)的小块区域的亮度；

当当前小块区域的水平方向和垂直方向的对比度均超过阈值时，将该小块区域作为目标区域与背景区域的边界；

S2-2：分别获取每个区域的平均亮度值；

区域的平均亮度值的计算公式为：

式中，B为该区域的平均亮度值；B_p为该区域的小块区域p的亮度；P为该区域包含小块区域的数量；p为小块区域变量；

S2-3：根据每个区域的平均亮度值，获取平均亮度的差值，并根据差值，获取每个区域的权重系数；

平均亮度的差值的计算公式为：

ΔB＝|B_tar-B_bac|

式中，ΔB为平均亮度的差值；B_tar为目标区域平均亮度值；B_bac为背景区域平均亮度值；

S2-4：根据每个区域的平均亮度值和权重系数，获取图像的平均亮度；

图像的平均亮度的计算公式为：

B_eve＝B_tar×a+B_bac×b

式中，B_eve为图像的平均亮度；B_tar为目标区域平均亮度值；B_bac为背景区域平均亮度值；a、b分别为目标区域和背景区域的权重系数；

S3：判断图像的平均亮度是否在目标亮度范围内，若是则曝光时间合适，进入步骤S5，否则曝光时间不合适，进入步骤S4；

S4：获取图像的平均亮度与目标亮度的差值，根据其选择对应的步长进行曝光补偿，即根据差值，改变曝光时间或者信号增益，并返回步骤S1，包括如下步骤：

S4-1：获取图像的平均亮度与目标亮度的差值，判断差值是否为正值，即平均亮度是否大于目标亮度，若是则进入步骤S4-2，否则进入步骤S4-4；

S4-2：判断曝光时间是否达到曝光时间下限阈值，若是则进入步骤S4-3，否则将曝光时间减少一个相应的步长，并返回步骤S1；

S4-3：判断信号增益是否达到信号增益下限阈值，若是则直接返回步骤S1，否则将信号增益减少一个相应的步长，并返回步骤S1；

S4-4：判断曝光时间是否达到曝光时间上限阈值，若是则进入步骤S4-5，否则将曝光时间增加一个相应的步长，并返回步骤S1；

S4-5：判断信号增益是否达到信号增益上限阈值，若是则直接返回步骤S1，否则将信号增益增加一个相应的步长，并返回步骤S1；

S5：进行三维成像质量评价；

S6：判断编码图案是否切换完成，若是则进入步骤S7，否则根据被测物体，进行编码图案的切换，并返回步骤S1；

S7：选取三维成像质量评价最高的一组图案进行投影。