[发明专利]一种基于彩色编码的三维测量绝对相位矫正方法

权利要求书

1.一种基于彩色编码的三维测量绝对相位矫正方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1编码彩色条纹；

S2将彩色条纹投影到待测物体上，CCD获取彩色变形条纹；

S3从彩色变形条纹中提取两组相位信息；

S4用附加相位对主相位进行相位矫正，得到准确相位信息；

所述步骤S1中编码彩色条纹时，彩色编码条纹包括条纹Ι和条纹ΙΙ，条纹Ι由正弦条纹和对应阶梯条纹组成；

正弦条纹编码公式为：

I_k(x,y)＝A(x,y)+B(x,y)cos(φ_Ι+δ_k) (1)，

A(x,y)为平均强度，B(x,y)为强度调制，φ_Ι为正弦编码相位，δ_k为相移相位，其中

φ_Ι＝2πyf₀ (2)，

f₀为条纹频率，k为相移步数；

所述正弦条纹编码公式中正弦条纹编码相位φ_Ι替换成阶梯条纹相位编码能够得到阶梯条纹的编码条纹，其中，阶梯条纹相位编码为：

其中，M是条纹每周期的阶梯级数，P是条纹间距；

正弦条纹与阶梯条纹合称为条纹Ι，条纹ΙΙ相对于条纹Ι移动即移动相位π，条纹ΙΙ也包括正弦条纹和对应阶梯条纹；

条纹ΙΙ的正弦条纹编码相位φ_ΙΙ为：

φ_ΙΙ＝2π(y+P/2)f₀ (5)，

条纹ΙΙ的阶梯条纹编码相位为：

同理，令条纹ΙΙ的正弦条纹编码相位φ_ΙΙ和阶梯条纹编码相位替换正弦条纹编码公式中的φ_Ι能够得到条纹II的正弦条纹和对应阶梯条纹；

所述编码条纹I放入彩色编码条纹的R通道中，所述编码条纹II放入彩色编码条纹的B通道中，形成彩色编码条纹；

所述步骤S3中提取相位信息时将收集到的彩色变形条纹其R和B通道数据提取出来，得到两组灰度条纹。

2.根据权利要求1所述的基于彩色编码的三维测量绝对相位矫正方法，其特征在于，然后将条纹I带入包裹相位计算公式中，得到正弦和阶梯的包裹相位φ′_I和

对两组灰度条纹分别计算包裹相位，包裹相位计算公式为：

I_k为相机获取到的正弦条纹，正弦条纹相移步数为N，同样，将条纹II带入包裹相位计算公式中，得到正弦和阶梯的包裹相位φ′_II和

3.根据权利要求2所述的基于彩色编码的三维测量绝对相位矫正方法，其特征在于，然后运用绝对相位阶梯编码展开包裹相位，得到两组展开相位Φ_I和Φ_II，相位展开具体过程如下，计算条纹级次k和r：

其中为r(i)为每一行第i个像素对应的k(i)的子区域码字，k(i)为每一行第i个像素对应的编码级次顺序，然后，根据k和r解开包裹相位：

4.根据权利要求3所述的基于彩色编码的三维测量绝对相位矫正方法，其特征在于，所述步骤S4中用附加相位对主相位进行相位矫正时先让Φ_I、Φ_II两者进行自对比，去除变小的相位误码，得到第一次矫正的相位Φ′_I、Φ′_II：

5.根据权利要求4所述的基于彩色编码的三维测量绝对相位矫正方法，其特征在于，所述第一次矫正的相位Φ′_I、Φ′_II获得后，再根据第一次矫正的相位Φ′_I、Φ′_II计算阶梯误码值△k，两者相对比则可判断Φ′_I的误码区域，在误码处两者相减并除以2π后取整，即可得到Φ′_I的阶梯误码差值△k：

6.根据权利要求5所述的基于彩色编码的三维测量绝对相位矫正方法，其特征在于，所述阶梯误码差值△k获得后，再用Φ′_I减去△k个2π，进行第二次相位矫正，得到正确相位Φ″_I：

Φ″_I(x,y)＝Φ′_I(x,y)-△k×2π (17)。