[发明专利]基于相移轮廓术在日光灯下进行高速三维形状测量的方法

权利要求书

1.基于相移轮廓术在日光灯下进行高速三维形状测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，对相机与投影仪进行标定，获得相机和投影仪的内参与外参；

步骤二，采用双四步相位轮廓测量技术，消除由日光灯所引起的相位误差，获得物体的理想相位信息；

步骤三，根据消除日光灯影响后的理想相位信息，获取物体在投影仪下的像素坐标，并结合相机和投影仪的内参与外参，将二维信息还原至真实的三维信息；

步骤二中，向物体连续投射两组相同的相移条纹，得到两组具有相同帧序列模式的条纹，对应相减得到四个线性方程，求解方程组即得到变化的背景分量，消除后便直接计算出物体的精确相位，具体方法为：

向物体连续投射两组相同的相移条纹，所捕获的二组条纹强度分布表示为：

其中，和分别表示二组条纹强度分布，a^C、b^C分别表示恒定的背景和条纹调制，表示第n次捕获的变化背景，为待计算的理想相位，δ_n为相移量；

从减去得到：

其中，γ为初始相位值，Δ_n为相移量，分别表示受物体表面调制后所对应的背景和振幅；

相应的矩阵形式为：

MX＝C (13)

其中，待求解系数

常数项

系数矩阵M表示为：

在求解出M之后，如果M可逆，那么求得X＝M^-1C，将日光灯的强度即表示为：

其中，D_n＝[cosΔ_n，-sinΔ_n，cos2Δ_n，-sin2Δ_n]，在减去即得消除日光灯后的理想相位，表示为：

2.根据权利要求1所述的基于相移轮廓术在日光灯下进行高速三维形状测量的方法，其特征在于，步骤一中，首先由计算机生成一组水平和垂直标准的十二步相移条纹加载到投影仪中，采用圆形棋盘格作为标定靶，由相机捕获投影仪投射在棋盘格上的相移条纹，提取棋盘格上每个圆所对应的亚像素级圆心坐标，利用四步 相移法求解相对相位值，在通过格雷码解包裹获取绝对相位值，然后计算出对应的DMD图像坐标；最后采用经典的张正友标定法，即获得相机和投影仪的内参与外参。