[发明专利]一种基于相位单调一致性的双目远心匹配方法

说明书

本发明提出了一种基于相位单调一致性的双目远心匹配方法，能够实现精准的亚像素匹配。首先，把左相机当作主相机，对于左相机上的像素点(u′_L，v′_L)，记其相位值为其次，在右相机上第v′_L行上寻找匹配点坐标u′_R。右相机上搜索匹配点时，在第v′_L行找到最接近的整数像素位置u′_R，记该像素点的相位值为最后，判断和的相位值，并以此为基础找到亚像素u′_R的值。

技术领域

本发明属于光学测量技术领域，具体涉及一种基于相位单调一致性的双目远心匹配方法。

背景技术

近年来随着精密制造技术的快速发展，工业制造领域内的小型化设计与加工日趋增多，对于大量出现的微型结构需要相应的三维测量技术以确保其准确制造与最优设计。双目测量技术作为一项经典的三维测量方法，基于三角测量的原理在各类三维信息的获取中发挥了重要的作用。然而由于物体本身图像信息中的物理特征点往往难以全部得以区分并精准提取，基于图像强度匹配的双目测量方法在视角匹配上仍然存在很多难题。因此，一种有效的方法是使用主动光学测量，即在待测物体上进行主动的光学编码并以此作为双目匹配的参考。

广泛应用于测量领域内的结构光三维测量技术能够对视场内的物体进行高分辨、全视场的相位标记，非常符合上述提到的主动测量方式。在传统的基于结构光技术的测量系统中，往往使用一台数字投影仪产生所需的人造投影图案并通过对其光路标定使其转化为多视角测量中的一个视角。其中，相机与投影仪的标定方法在许多相关文献中已有讨论，标定的精准与否将直接决定测量精度的高低。而对于显微三维测量应用，需要对传统系统中的光路部分加以改造以实现小视场测量。一种方法是通过对体视显微镜加以改造。另一种更为灵活且便捷的显微系统结构可以通过远心透镜实现。这类系统充分利用了远心透镜的大景深和光轴方向恒定放大率的优点。目前关于此类系统的报告多数为基于单个远心相机与单个投影仪结合的结构设计。然而，这类系统中的投影仪皆需要精准的标定，以作为额外的观测视角配合相机完成三维测量。

发明内容

为克服上述现有技术所述的缺陷，本发明提出一种基于相位单调一致性的双目远心匹配方法。

本发明的技术方案如下：一种基于相位单调一致性的双目远心匹配方法，其步骤如下：

步骤一：通过相移算法首先得到物体的包裹相位图，然后再使用多周期相位展开算法实现绝对相位图的获取；把左相机当作主相机，对于左相机上的像素点(u′_L,v′_L)，记其相位值为需要在右相机上第v′_L行上寻找匹配点坐标u′_R；步骤二：右相机上搜索匹配点时，在第v′_L行找到最接近的整数像素位置u′_R，记该像素点的相位值为步骤三：判断和的相位值，并以此为基础找到亚像素u′_R的值。

优选的，步骤一中，投影的图案为正弦条纹图。

优选的，步骤三中，亚像素u′_R的求解公式如下

本发明的有益效果是：本发明结合结构光投影非接触、全视场、高精度的特点，使用一种基于相位单调一致性的双目远心匹配方法，实现精准的亚像素匹配。

附图说明

图1为本发明实施例基于相位单调一致性的双目远心匹配方法的流程图。

图2为本发明实施例基于展开相位图的双目匹配说明图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。