[发明专利]基于最佳映射点集匹配的多目结构光三维测量方法及系统

权利要求书

1.一种基于最佳映射点集匹配的多目结构光三维测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A：根据三步相移法生成3幅正弦条纹图案；

步骤B：投影仪投影生成3幅条纹图案到待测物体表面，通过左右相机分别采集待测物体表面变形的3幅条纹图案；

步骤C：根据三步相移法分别对投影生成3幅条纹图案和采集的3幅条纹图案求解包裹相位；

步骤D：根据左相机图像的包裹相位，结合标定参数，利用极线约束和相位约束在投影仪图像的包裹相位中，找到左相机图像局部点集对应的多个映射点集；

步骤E：根据左相机图像中的局部点集和投影仪图像中的多个映射点集，结合标定参数，在右相机图像中找到左相机图像局部点集对应的多个映射点集；

步骤F：根据左相机图像中局部点集的特征，在右相机图像的多个映射点集中找到最佳映射点集，并确定最佳映射点集在投影仪图像中对应的映射点集；

利用投影仪图像的像素坐标和绝对相位的关系，解算投影仪图像中映射点集的绝对相位，确定左相机图像中局部点集的绝对相位，完成对绝对相位的求解；

步骤G：根据三角测距重建三维点云，建成待测物体的三维模型。

2.根据权利要求1所述一种基于最佳映射点集匹配的多目结构光三维测量方法，其特征在于：

在所述步骤A中，包括基于公式一，根据三步相移法生成3幅正弦条纹图案；

--公式一；

其中：

表示第n张条纹图案，n=0,1,2；

表示生成条纹图案的像素坐标；

A表示投影仪投影的条纹图案的均值强度；

B表示投影仪投影的条纹图案的调制强度；

表示投影仪投影的条纹图案的包裹相位。

3.根据权利要求1所述一种基于最佳映射点集匹配的多目结构光三维测量方法，其特征在于：

在所述步骤B中，包括投影仪投影生成3幅条纹图案到待测物体表面，通过左右相机分别采集待测物体表面变形的3幅条纹图案；

基于公式二表示左相机采集的条纹图案，基于公式三表示右相机采集的条纹图案；

--公式二；

--公式三；

其中：

表示所采集的条纹图案的像素坐标；

表示左相机采集的第n张条纹图案， n=0,1,2；

表示右相机采集的第n张条纹图案，n=0,1,2；

表示左相机采集的条纹图案的均值强度；

表示右相机采集的条纹图案的均值强度；

表示左相机采集的条纹图案的调制强度；

表示右相机采集的条纹图案的调制强度；

表示左相机采集的条纹图案的包裹相位；

表示右相机采集的条纹图案的包裹相位。

4.根据权利要求1所述一种基于最佳映射点集匹配的多目结构光三维测量方法，其特征在于：

在所述步骤C中，包括根据三步相移法分别对投影生成3幅条纹图案和采集的3幅条纹图案求解包裹相位，包括基于公式四对投影生成的条纹图案求解包裹相位，基于公式五对左相机采集的条纹图案求解包裹相位，基于公式六对右相机采集的条纹图案求解包裹相位；

--公式四；

--公式五；

--公式六；

其中：

表示投影仪投影的条纹图案的包裹相位；

表示投影仪投影的第n张条纹图案，n=0,1,2；

表示投影仪投影的条纹图案的像素坐标；

表示左相机采集的条纹图案的包裹相位；

表示所采集的条纹图案的像素坐标；

表示左相机采集的第n张条纹图案， n=0,1,2；

表示右相机采集的条纹图案的包裹相位；

表示右相机采集的第n张条纹图案，n=0,1,2。