[发明专利]基于彩色响应模型的彩色物体快速三维测量方法

权利要求书

1.一种基于彩色响应模型的彩色物体快速三维测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：编码彩色图案，标定串扰矩阵；

S2：投影彩色编码图，CCD采集变形条纹；

S3：对采集图像解串扰，提取RGB通道，计算物体表面反射率，对相移条纹进行校正；

S4：使用三步相移获取相位信息；

S5：使用级次信息展开包裹相位；

所述S1的具体步骤如下：

S101：编码三幅彩色图案，第一幅R通道是纯色图，G通道是相移为0的级次条纹，B通道是相移为0的正弦条纹，第二幅R通道是相移为2π/3的正弦条纹，G通道是纯色图，B通道是相移为2π/3的级次条纹，第三幅R通道是相移为4π/3的级次条纹，B通道是相移为4π/3的正弦条纹，B通道是纯色图

S102：投影三幅红绿蓝纯色图到白板上计算测量系统的串扰矩阵，计算式如下：

其中[R G B]^T是CCD相机采集到的图像某一像素点R、G、B通道实际像素值，A是测量系统的串扰矩阵，I＝[r g b]^T是输入投影仪的设定像素值；

所述S3的具体步骤如下：

S301：使用步骤S1得到的串扰矩阵对采集到的图像解串扰；

S302：对采集图像进行RGB提取，得到三幅RGB纯色图，然后计算物体表面的反射率，计算式如下：

其中，k_r是对红光的反射率，k_g是对绿光的反射率，k_b是对蓝光的反射率；

S303：使用反射率对正弦条纹和级次条纹进行校正。

2.根据权利要求1所述的基于彩色响应模型的彩色物体快速三维测量方法，其特征在于，所述S4具体步骤如下：

S401：使用S3得到的三幅相移条纹，其表达式如下：

I_n(x,y)＝a(x,y)+b(x,y)cos[φ(x,y)+2nπ/3]

其中n＝0，1，2；

S402：通过三幅变形条纹图可以解得包裹相位：

通过上式获得的相位是包裹相位，要获得高度信息需要使用展开相位，绝对相位法可以将包裹相位展开。

3.根据权利要求1所述的基于彩色响应模型的彩色物体快速三维测量方法，其特征在于，所述S5中获取展开相位的主要步骤为：

S501：将相位信息编码进阶梯，

上式中的φ^s(x,y)是阶梯编码图的相位信息，x是像素点的列坐标，P是每一级阶梯所包含像素点个数，[x/P]是取整得到的阶梯级次；

S502：将具有相位信息的阶梯编码进相移条纹图；

I_k(x,y)＝a(x,y)+b(x,y)cos(φ^s+2kπ/3)

上式中k＝0，1，2，得到三幅包含阶梯信息的条纹图；

S503：使用S3中得到的级次条纹图，通过S402解得阶梯的相位信息；

S504：通过相位信息解得级次，

S505：使用S504求得的级次，对S4求得的包裹相位进行相位展开，

Φ(x,y)＝φ(x,y)+k·2π

最后求得的Φ(x,y)即是展开相位。