[发明专利]基于正弦和二进制条纹投影的快速三维测量方法

摘要

本发明公开了基于正弦和二进制条纹投影的快速三维测量方法，具体包括:利用计算机生成三幅正弦相移条纹图和一幅二进制条纹图；用投影仪将四幅条纹图依次投影到被测物体表面，对每幅投影图像用摄像机进行采集；先利用三幅正弦相移条纹图求解出包裹相位；利用二进制条纹图先对其做图像滤波预处理，对预处理后的图像做二值化处理，进行连通区域标记，接着做比较赋值运算，最后做相移编码加倍操作，得到所有像素点的条纹级次；最后进行相位解包裹获得用于三维重建的绝对相位；三维重建，相位‑高度转换。本发明提出的方法只需使用四幅结构光条纹图就能进行相位求解与解包裹,可以在相同时间与测量精度的情况下完成更多次的测量，提高了三维测量速度。

主权项

1.基于正弦和二进制条纹投影的快速三维测量方法，其特征在于：利用计算机生成三幅正弦相移条纹图I₁、I₂、I₃和一幅二进制条纹图I₄，其光学表达式分别为：I₁(x,y)＝I'(x,y)+I”(x,y)cos(2πTx)                (1)I₂(x,y)＝I'(x,y)+I”(x,y)cos(2πTx+2π/3)            (2)I₃(x,y)＝I'(x,y)+I”(x,y)cos(2πTx+4π/3)            (3)I₄(x,y)＝I'(x,y)+I”(x,y)sgn[cos(πTx)]             (4)公式(1)、(2)、(3)和(4)中，I₁(x,y)、I₂(x,y)、I₃(x,y)和I₄(x,y)依次为条纹图I₁、I₂、I₃和I₄的光强，其中，I'(x,y)为图像直流分量，I”(x,y)为振幅，T为条纹图所包含的周期数；使用投影仪将生成的四幅条纹图投影到待测物表面，使用摄像机拍摄投影到物体的四幅条纹图；根据三幅正弦相移条纹图求得包裹相位、一幅二进制条纹图求得条纹级次，然后进行相位解包裹获得用于三维重建的绝对相位。