[发明专利]基于过曝光连通域强度自适应分布的高动态三维测量方法

权利要求书

1.一种基于过曝光连通域强度自适应分布的高动态三维测量方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤1：使用计算机生成最大输入灰度图和四步相移正弦条纹图，利用单目条纹投影系统将最大输入灰度图和四步相移正弦条纹图投影到被测物体表面并同步采集正弦条纹图和最大输入灰度图；

步骤2：从采集到的最大输入灰度图中识别出连通的过曝光区域，提取相机像素坐标系下过曝光区域的边界并跟踪；

步骤3：结合对系统标定获得的参数和由采集到的正弦条纹获得的连续相位对物体进行初步三维重建；

步骤4：将相机像素坐标系下的闭合边界坐标映射到投影仪像素坐标系下，追踪闭合边界在投影仪像素坐标系下的坐标，进行自动连接形成闭合边界；

步骤5：由闭合边界生成二值掩码，降低闭合边界内部的最大输入灰度级重新生成最大输入灰度图和强度调整后的正弦条纹；

步骤6：再次投影最大输入灰度图和正弦条纹到物体上并采集，重复步骤2～5，直至投影最大输入灰度图所采集到的图片无过曝光区域，利用正弦条纹获得的连续相位重建出物体完整的三维。

2.根据权利要求1所述的基于过曝光连通域强度自适应分布的高动态三维测量方法，其特征在于，步骤1中计算机生成的四步相移正弦光栅条纹的光学表达式如下所示：

其中，n＝0,1,2,3为相移指数，(u^p,v^p)为投影仪像素坐标，M_migl为最大输入灰度图，a^p表示平均强度，b^p表示幅度，是投影正弦条纹的频率。

3.根据权利要求1所述的基于过曝光连通域强度自适应分布的高动态三维测量方法，其特征在于，步骤2中采集到的最大输入灰度图表示为I^c(u^c,v^c)，(u^c,v^c)为相机像素坐标，根据给定的阈值thr，大于等于阈值记为过曝光，并通过二值图像标记识别过曝光的区域，

对二值图像进行连通域分析，将图像中各个连通域找出并标记，去除其中较小的连通域，采用Canny算子对剩余饱和像素区域的边界进行提取，获得边界的掩码空间

4.根据权利要求1所述的基于过曝光连通域强度自适应分布的高动态三维测量方法，其特征在于，步骤3中获得的连续相位图为Φ(u^c,v^c)，根据相位分布的规律，计算连续相位图在投影仪的像素坐标系下的水平位置为：

U为投影空间u方向上的分辨率，T为投影空间条纹的周期。

结合连续相位图在投影仪的像素坐标系下的水平位置、相机坐标系下坐标(X^c,Y^c,Z^c)到投影仪下的像素坐标(u^p,v^p)的转换关系和相机坐标系下坐标(X^c,Y^c,Z^c)到相机像素坐标(u^c,v^c)的转换关系，初步计算物体的三维(X^c,Y^c,Z^c)。