[发明专利]基于移相条纹投影的位相-高度关系校准方法

权利要求书

1.一种基于移相条纹投影的位相-高度关系校准方法，其特征在于，包括：

确定校准体和参考平面；

将投影仪和CCD相机组装构成测量头，并相对于所述参考平面固定放置；

利用所述投影仪对所述参考平面投射一组正弦函数条纹图，由所述CCD相机记录所述参考平面上的条纹图，并利用三步相移法计算所述参考平面的相移条纹图φ_R(x，y)；

将所述校准体放置到所述参考平面上，利用所述投影仪对所述校准体投射一组正弦函数条纹图，由所述CCD相机记录所述校准体上的条纹图，并利用三步相移法计算所述校准体的相移条纹图φ_O(x，y)；

将φ_O(x，y)和φ_R(x，y)相减，得到所述标准体相对于所述参考平面的位相变化p(x，y)；

在位相变化p(x，y)中任取两行数据，根据该两行数据相应所述校准体表面高度，计算出位相-高度关系系数。

2.根据权利要求1所述的一种基于移相条纹投影的位相-高度关系校准方法，其特征在于，所述校准体具有倾斜面，且倾斜面的高度覆盖整个测量高度，宽度大于等于最大测量宽度。

3.根据权利要求2所述的一种基于移相条纹投影的位相-高度关系校准方法，其特征在于，所述校准体的形状为斜面体或屋脊面。

4.根据权利要求3所述的一种基于移相条纹投影的位相-高度关系校准方法，其特征在于，所述校准体的形状为屋脊面时，将所述校准体放置到所述参考平面上后，调整屋脊线，使其与所述投影仪和所述CCD相机的光学中心连线平行。

5.根据权利要求1所述的一种基于移相条纹投影的位相-高度关系校准方法，其特征在于，位相变化p(x，y)中每行像素对应所述校准体表面上的点具有相同的高度。

6.根据权利要求1所述的一种基于移相条纹投影的位相-高度关系校准方法，其特征在于，所述参考平面的相移条纹图φ_R(x，y)和所述校准体的相移条纹图φ_O(x，y)的计算方法相同，包括以下步骤：

利用三步相移法记录三幅条纹图；

基于所述三幅条纹图计算所述参考平面或所述校准体的包裹相位；

在包裹相位上增加或减去2π的倍数，消除arctan函数在2π处的不连续点，得到所述参考平面或所述校准体的相移条纹图。

7.根据权利要求1所述的一种基于移相条纹投影的位相-高度关系校准方法，其特征在于，所述位相-高度关系系数的计算公式为：

其中，p(x，i)、p(x，j)分别表示在p(x，y)中任意取两行位于校准体表面的数据，i行和j行；h(i)、h(j)分别表示p(x，y)中第i行和第j行数据相应校准体表面的高度。