[发明专利]一种光栅投影轮廓有效点自动提取方法及系统

权利要求书

1.一种光栅投影轮廓有效点自动提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

在PC机上编码生成正弦条纹图像；

投影仪将所述正弦条纹图像投影到被测物表面；

CMOS相机采集所述被测物的多幅调制图像；

通过软件编程解包裹相位，重建所述被测物的三维轮廓；其中，

在获取所述调制图像以后，把像素点聚类设置为背景点、边界点与目标点三类，并分别确定边界点初始质心、目标点初始质心和背景点初始质心；

进行聚类处理，定义一个阈值tm,第t次聚类时，质心前后两次迭代的质心值之间的差值小于阈值tm时，即可认为此时的质心趋近于收敛；

如果目标点质心趋近于收敛,则把大于c3t的点移除数据列表；

如果背景点质心趋近于收敛,则把小于c1t的点移除数据列表；

三个初始质心的按照以下公式确定：

其中，边界点初始质心c2为整幅调制图的平均调制值，目标点初始质心c3是大于c2所有点的平均值，背景点初始质心c1是小于质心c2所有点的平均值；

2.根据权利要求1所述的一种光栅投影轮廓有效点自动提取方法，其特征在于：所述调制图像按以下公式获取：

其中n是第n次相移，N代表总相移数，In为第n次相移的条纹强度图；M为调制图像。

3.根据权利要求2所述的一种光栅投影轮廓有效点自动提取方法，其特征在于：在所述聚类完成之后，若边界点的点满足以下两个条件之一则可划分为目标点：

第一，该点与目标点直接连接；

第二，该点的梯度小于目标点最大梯度的2倍。

4.根据权利要求3所述的一种光栅投影轮廓有效点自动提取方法，其特征在于：对聚类完成后的所述调制图像中的背景点使用Otsu法进行分割，取分割结果中阈值大的部分作为目标点。

5.根据权利要求4所述的一种光栅投影轮廓有效点自动提取方法，其特征在于：所述CMOS相机采集所述被测物的四幅调制图像。

6.应用于如权利要求1至5任一项的光栅投影轮廓有效点自动提取方法的系统，其特征在于，所述系统包括：PC机，用于编码生成正弦条纹图像；

投影仪，用于将所述正弦条纹图像投影到被测物表面；以及

CMOS相机，用于采集所述被测物的多幅调制图像；其中，

所述PC机还用于通过软件编程解包裹相位，重建所述被测物的三维轮廓；在获取所述调制图像以后，把像素点聚类设置为背景点、边界点与目标点三类，并分别确定边界点初始质心、目标点初始质心和背景点初始质心；进行聚类处理，定义一个阈值tm,第t次聚类时，质心前后两次迭代的质心值之间的差值小于阈值tm时，即可认为此时的质心趋近于收敛；如果目标点质心趋近于收敛,则把大于c3t的点移除数据列表；如果背景点质心趋近于收敛,则把小于c1t的点移除数据列表。

7.根据权利要求6所述的一种光栅投影轮廓有效点自动提取系统，其特征在于：所述CMOS相机采集的所述被测物的调制图像为四幅。