[发明专利]一种降低摄像机多路径效应影响的相位融合方法

摘要

本发明公开了一种降低摄像机多路径效应影响的相位融合方法，包括以下步骤：搭建三维测量系统，将标靶置于摄像头能够捕捉的范围和投影机能够投影的范围；对标靶分别进行沿X方向和沿Y方向的扫描并计算得到两组相位值φ_x和φ_y；将X方向的相位值转换到Y方向，转换后的相位为φ_xy；通过分别投射一副全黑和全白的图片，然后计算出标靶表面的反射率，并依据该反射率计算出标靶表面每一像素点反射率的变化方向，记为θ；利用相位融合算法求出新的相位值φ；对该新生成的相位值φ进行三维重建。本发明仅仅通过增加不同算法对扫描得到的相位进行修复，再通过修复后的相位值对标靶进行三维重建，得到更加精确的三维信息，尤其是对于高对比度区域，能显著地减小测量误差。

主权项

1.一种降低摄像机多路径效应影响的相位融合方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）搭建三维测量系统，将标靶置于摄像头能够捕捉的范围和投影机能够投影的范围；如果三维测量系统已校准并已有摄像机的参数矩阵M_wc和投影仪的参数矩阵M_wp，则进入步骤（2），如果三维测量系统未校准，则先调整投影仪的焦距，再调整摄像头的焦距、光圈大小以及曝光时间的参数，然后对三维测量系统进行校准，求得摄像机的参数矩阵M_wc和投影仪的参数矩阵M_wp，之后再进入步骤（2）；（2）对标靶分别进行沿X方向和沿Y方向的扫描并计算得到两组相位值，其中沿X方向的相位值为φ_x，沿Y方向的相位值为φ_y；（3）利用如下公式（1）将X方向的相位值转换到Y方向，转换后的相位为φ_xy：φxy=[m21wpm22wpm23wp]Cx-1Dx+m24wp[m11wpm12wpm13wp]Cx-1Dx+m14wpφx+t---(1)]]>其中，(i,j)是对应相位的坐标，公式（1）中的各变量分别由下述公式（2）～（6）所得：t(i,j)=1C1Σφy(i,j)-φx(i,j)---(2)]]>Mwc=m11wcm12wcm13wcm14wcm21wcm22wcm23wcm24wcm31wcm32wcm33wcm34wc---(3)]]>Mwp=m11wpm12wpm13wpm14wpm21wpm22wpm23wpm24wpm31wpm32wpm33wpm34wp---(4)]]>Cx=m11wc-m31wcxcm12wc-m32wcxcm13wc-m33wcxcm21wc-m31wcycm22wc-m32wcycm23wc-m33wcycm11wp-m31wpφxm12wp-m32wpφxm13wp-m33wpφx---(5)]]>Dx=m34wcxc-m14wcm34wcyc-m24wcm34wcφx-m14wp---(6)]]>其中，t(i,j)即为坐标(i,j)的t，是补偿系数，（x^c，y^c）代表摄像机平面的坐标，和分别是摄像机的参数矩阵M_wc的参数，和分别是投影机的参数矩阵M_wp的参数；（4）通过分别投射一副全黑和全白的图片，然后计算出标靶表面的反射率，并依据该反射率计算出标靶表面每一像素点反射率的变化方向，记为θ；（5）根据θ利用下述公式（7）求出新的相位值φ：（6）对该新生成的相位值φ进行三维重建。