[发明专利]一种基于相移轮廓术的单条纹运动物体三维重建方法

权利要求书

1.一种基于相移轮廓术的单条纹运动物体三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)以运动物体为目标，将单个条纹图投影到运动物体表面，跟踪目标的运动；

(2)使用尺度不变特征变换算法从跟踪目标中获取特征点，得到描述物体运动的旋转矩阵和平移向量；

(3)分析单个条纹图中运动引起的相位变化，给出运动后条纹图的重建模型；

(4)利用运动引起的相位变化获得相位值；

(5)利用相移轮廓术得到物体上的条纹图案，恢复相位图并对目标进行重建。

2.如权利要求1所述的基于相移轮廓术的单条纹运动物体三维重建方法，其特征在于，所述步骤(1)中，运动物体上捕获的条纹图表示如下：

I_n(x,y)＝a+bcos(φ(x,y)+Φ(x,y))

其中，I_n(x,y)是物体上捕获的条纹图的强度，a是环境光强度，b是强度调制，φ(x,y)是参考平面的相位值，Φ(x,y)是由对象高度引起的相位变化。

3.如权利要求1所述的基于相移轮廓术的单条纹运动物体三维重建方法，其特征在于，所述步骤(2)中，物体运动的旋转矩阵和平移向量的计算过程如下：

当物体由二维运动点(x,y)移动到(u,v)，(x,y)和(u,v)之间的关系用旋转矩阵和平移向量来描述：

其中R，T和分别为旋转矩阵和平移向量。

4.如权利要求3所述的基于相移轮廓术的单条纹运动物体三维重建方法，其特征在于，所述步骤(3)中，运动后的条纹图表示如下：

其中，u＝f(x,y),v＝g(x,y)，f(x,y)和g(x,y)是由旋转矩阵和传递向量定义的函数。

5.如权利要求4所述的基于相移轮廓术的单条纹运动物体三维重建方法，其特征在于，所述步骤(3)中，基于单个条纹图投影描述运动物体的重建模型如下：

6.如权利要求1所述的基于相移轮廓术的单条纹运动物体三维重建方法，其特征在于，所述步骤(3)和步骤(4)中，相位变化Φ(x,y)的计算公式如下：

式中，

其中，n＝1，2，3,……,N；N为条纹图案的数量。