[发明专利]一种适用于强反射表面的三维扫描测量装置及方法有效
| 申请号： | 201710689618.7 | 申请日： | 2017-08-11 |
| 公开（公告）号： | CN107607040B | 公开（公告）日： | 2020-01-14 |
| 发明（设计）人： | 冯维;张福民;曲兴华 | 申请（专利权）人： | 天津大学 |
| 主分类号： | G01B11/00 | 分类号： | G01B11/00 |
| 代理公司： | 12201 天津市北洋有限责任专利代理事务所 | 代理人： | 李丽萍 |
| 地址： | 300072*** | 国省代码： | 天津;12 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种适用于强反射表面的三维扫描测量方法，采用一种基于DMD相机的三维扫描测量装置，该装置由数字微镜器件DMD、CMOS图像探测器、TIR棱镜、两个透镜组和处理器构成的线性空间不变的DMD相机和数字投影设备DLP4500组成。测量时，首先，采用四步相移法，数字投影设备DLP4500向被测强反射表面依次投射不同相位的正弦光栅图案；接着，利用DMD相机，实现对入射光线的自适应高动态范围成像，最终获得清晰的待测量图像；最后，利用基于光栅投影的相位法实现对待测量图像的三维测量。本发明可从根源上解决强反射表面的三维几何特征测量中因局部过曝光造成的三维点云缺失问题，增强环境适应性。 | ||
| 搜索关键词： | 强反射表面 测量 三维扫描测量 数字投影设备 相机 高动态范围成像 图像 数字微镜器件 环境适应性 光栅投影 几何特征 缺失问题 入射光线 三维测量 三维点云 线性空间 正弦光栅 透镜组 相位法 自适应 处理器 探测器 投射 相移 三维 图案 曝光 清晰 | ||
【主权项】：
1.一种适用于强反射表面的三维扫描测量方法，其中，所使用的三维扫描测量装置包括DMD相机、数字投影设备DLP4500和计算机，所述DMD相机和数字投影设备DLP4500按照交叉无约束放置，所述DMD相机与所述数字投影设备DLP4500的光心连线夹角在20°～45°之间；所述DMD相机和数字投影设备DLP4500可实现同步触发，所述DMD相机、数字投影设备DLP4500和计算机组成一光电反馈系统A；所述DMD相机是一个由数字微镜器件DMD、CMOS图像探测器、TIR棱镜、第一透镜组(1)、第二透镜组(2)和处理器构成的线性空间不变的DMD相机；所述第一透镜组(1)是变焦透镜组，所述第二透镜组(2)是一个定倍成像物镜；所述数字微镜器件DMD形成一DMD像平面，所述CMOS图像探测器形成一CMOS像平面，所述DMD像平面与所述CMOS像平面垂直；所述第一透镜组(1)处于由被测物、所述数字微镜器件DMD和所述TIR棱镜之间所形成的成像光轴上，所述第一透镜组(1)用以将被测物所成的像完整投影到所述DMD像平面；所述第二透镜组(2)处于由所述TIR棱镜和所述CMOS图像探测器之间所形成的反射成像光轴上，用以将所述DMD像平面所成的像经所述TIR棱镜发生内全反射后完整投影到所述CMOS像平面；所述数字微镜器件DMD中的每一个微镜与所述CMOS图像探测器中的每一个像元一一对应；所述数字微镜器件DMD、CMOS图像探测器、第二透镜组(2)和处理器组成一光电反馈系统B；其特征在于，/n该三维扫描测量方法包括以下步骤：/n步骤一：采用四步相移法，数字投影设备DLP4500向被测强反射表面依次投射不同相位的正弦光栅图案，所述强反射表面是指类镜面或亮面的非漫反射表面或者无规则散射的非漫反射表面；利用DMD相机，实现对入射光线的自适应高动态范围成像，最终获得清晰的待测量图像，包括：/n步骤1-1、将所述数字微镜器件DMD中所有的微镜打开，被测强反射表面反射光线进入所述的DMD相机成像，并得到原始图像I
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