[发明专利]一种分区间处理的相位展开方法

说明书

本发明公开了计算机视觉三维测量计算领域的一种分区间处理的相位展开方法，方法的步骤包括：A，获取被测物体的相移条纹图，并计算初始截断相位；B，通过改变相移条纹图的条纹顺序，获取移动截断相位；C，根据预先获取的参考截断相位将被测物体的条纹级次划分区间；D，根据初始截断相位、移动截断相位、对区间进行相位展开。本发明的方法利用相位级次的不同区间去展开对应的相移截断相位，保证所使用的截断相位均为中间区间，因此从源头上避免了相位级次跳变处级次错误误差的产生,特别适合用于对本身具有陡变区域的复杂被测物的测量或对高速动态场景的测量中消除相位展开时级次确定带来的误差。

技术领域

本发明涉及计算机视觉三维测量计算领域，具体而言，涉及一种分区间处理的相位展开方法。

背景技术

近年来，随着计算机技术的快速发展以及投影和成像器件性能的不断提升，光学三维形貌测量技术得到了越来越多的应用。相移条纹测量方法因为其具有测量速度快，精度高，便于自动化测量等优点，被广泛应用到实际测量中。相移条纹测量方法是将物体形貌信息调制到相移条纹中，通过相移算法解算相位分布，再通过标定将相位信息转化为三维形貌信息。由于相位分布是通过反正切函数运算得到，计算出的相位值被截断在(-π,π]内，因此被称为截断相位。所以需要投影额外的编码结构光来唯一标记截断相位的每一个周期，从而辅助截断相位进行相位展开。利用额外编码结构光解码所得的信息被称为相位级次。但在实际测量环境中，由于系统噪声，镜头离焦以及物体运动等因素的影响，截断相位和相位级次的边沿很难完全对齐，因此很容易出现级次错误误差，而这些级次错误会直接影响到测量的精度。

在过去的研究中，解决此问题的算法绝大多数都是后修正的方法，其中典型的方法有中值滤波算法和单调性探测算法，这两类算法对于级次错误误差宽度较小时能起到很好的修正作用，但当物体表面本身具有跳变时，这两类方法很难区分物体本身的跳变和级次跳变误差，而测量动态场景时，由于物体的运动和投影系统的主动离焦级次误差宽度会增大，此时则更难通过已有方法完全消除级次误差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供了一种分区间处理的相位展开方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种多分区间处理的相位展开方法，步骤包括：

A，获取被测物体的相移条纹图，并计算初始截断相位；

B，通过改变相移条纹图的条纹顺序，获取移动截断相位；

C，根据预先获取的参考截断相位将被测物体的条纹级次划分区间；

D，根据初始截断相位、移动截断相位、对区间进行相位展开。

作为本发明的优选方案，预先获取的参考截断相位的获取步骤包括：

投影相移条纹到参考平面，并获取参考平面的相移条纹图；

根据参考平面的相移条纹图和被测物体的条纹级次，计算参考平面的参考截断相位。

作为本发明的优选方案，被测物体的条纹级次是通过投射到被测物体的结构光，计算得到的。

进一步的，步骤B的步骤包括：

依次循环向左移动和循环向右移动所述相移条纹图的条纹顺序，得到所述相移条纹图的N-1个条纹排列顺序；

按照N-1个条纹排列顺序，计算出相应的N-1个移动截断相位。

进一步的，步骤C的步骤包括：

S11，根据初始截断相位确定除左右两个区间以外的中间N-2个区间；

S12，根据初始截断相位的最小值位置获取参考截断相位的区间划分阈值；