[发明专利]基于单张图片的物体三维形貌非接触测量方法

摘要

本发明提供一种基于单张图片的物体三维形貌非接触测量方法，包括相机CCD光强‑灰度的非线性响应校正、离焦距离和模糊宽度评价函数曲线标定和物体表面三维形貌重建三大步骤，相机CCD光强——灰度的非线性是通过比较标准条纹灰度值和相机转换后图像条纹灰度值来校正，通过理论得出离焦距离和模糊宽度关系方程，利用实验标定得出相关相机参数，建立离焦距离和模糊宽度的评价曲线；利用相机参数可以得到物体表面投影到附近聚焦平面的面内坐标，利用模糊宽度的测量计算，可以得到物体表面和聚焦平面的距离，由此方法根据一张照片可以测量得到物体表面的三维表面形貌。

主权项

1.一种基于单张图片的物体三维形貌非接触测量方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、通过比较标准条纹灰度值和相机转换后图像的条纹灰度值，对相机CCD光强‑灰度的非线性响应进行校正；步骤2、通过理论得出离焦距离和模糊宽度关系方程，利用实验标定得出相关相机参数，建立离焦距离和模糊宽度的评价曲线；步骤3、测量物体三维形貌3.1 在被测物体表面制备特征散斑；3.2 拍摄一张被测物体的照片；通过校正相机CCD光强‑灰度非线性响应，修正照片中的灰度值；计算照片中各散斑边缘处的模糊宽度，利用离焦距离和模糊宽度的评价曲线，得到该处的深度值；3.3 利用相机参数得到物体表面投影到附近聚焦平面的面内坐标；3.4 根据被测物体上各点的深度值和面内坐标，最终得到了被测物体的三维表面形貌；所述步骤3.2中，模糊宽度为沿着散斑边缘灰度值梯度方向上的模糊区域的宽度，通过模糊区域附近最大灰度值与最小灰度值的差值除以模糊区域内沿着梯度方向上的灰度值分布的斜率得到。