[发明专利]基于向量遍历线结构光条纹中心坐标的计算方法

权利要求书

1.一种基于向量遍历线结构光条纹中心坐标的计算方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)定义线结构光条纹图像的坐标系

2)确定基本向量方向，包含下述步骤：

a)确定条纹主方向；

b)计算条纹主方向的条纹法向方向；

c)分析条纹法向方向与图像x方向的夹角a；

d)分析条纹法向方向与图像y方向的夹角b；

e)比较a与b的大小，若a≤b，则基本向量方向为x方向；若ab，则基本向量方向为y方向；

3)获取基本向量序列，包含下述步骤：

a)若基本向量方向为图像x方向，每一行为一个基本向量，由于图像x方向长度为W，所以每个基本向量是W维的；

b)若基本向量方向为图像y方向，由于图像y方向的长度为H，所以基本向量序列包含H个基本向量；

4)遍历基本向量序列，计算每个基本向量中的基本向量的条纹中心点坐标；

5)得到线结构光条纹中心坐标P_i(x_p，i)(i＝1,2,3...W)或P_i(i，y_p)(i＝1,2,3...H)；

其中，x_p为第四步计算得到的基本向量的条纹中心点坐标，具有亚像素精度，i为第i个基本向量；

y_p为第四步计算得到的P_i点的y坐标，具有亚像素精度。

2.根据权利要求1所述的一种基于向量遍历线结构光条纹中心坐标的计算方法，其特征在于：所述坐标系为像左上角为坐标系原点，向右为x方向，向下为y方向。

3.根据权利要求1所述的一种基于向量遍历线结构光条纹中心坐标的计算方法，其特征在于：若a≤b，所述步骤4)中计算每个基本向量中的基础向量的条纹中心点坐标包括下述步骤：

a)设定灰度阈值Th，遍历基本向量i中W个灰度值，找出满足灰度值灰度阈值Th的向量取值区间；

b)假设取值区间起始点为C(x_c，h_c)，终止点为S(x_s，h_s)，找出基本向量i中满足横坐标满足x_cxx_s的所有坐标点集合QQ为基本向量i在向量取值区间中的所有坐标点；

c)假设集合Q的个数为n(n为整数，n≥0)个，则：

ss1，假设n＝0，则该基本向量i没有效条纹中心点，该位置标记为NULL；

ss2，假设n＝1，则该基本向量i条纹中心点P_i的x_p坐标为即为Q₁的x₁坐标，即x_p＝x₁；

ss3，假设n＝2，则该基本向量i条纹中心点P_i的x坐标为Q中两个点x坐标的中心，假设Q中两点的x坐标分别x₁，x₂即x_p＝(x₁+x₂)/2；

ss3，假设n≥3，则构建二次线性回归方程：

h_j＝m₀+m₁x_j+m₂x_j²

其中，x_j和h_j分别为Q中第j个元素的x坐标和灰度值；

可得：

令：

可得：

最终：

由于基本向量i条纹中心点P_i的x坐标为以上二次线性回归方程的极值点，即x_p＝-m₁/(2m₂)。

4.根据权利要求1所述的一种基于向量遍历线结构光条纹中心坐标的快速高精度计算方法，其特征在于：若ab，所述步骤4)中计算每个基本向量中的基础向量的条纹中心点坐标包括下述步骤：

a)设定灰度阈值Th，遍历基本向量i中H个灰度值，找出满足灰度值灰度阈值Th的向量取值区间。

b)假设取值区间起始点为C(y_c，h_c)，终止点为S(y_s，h_s)，找出基本向量i中满足横坐标满足y_cyy_s的所有坐标点集合QQ为基本向量i在向量取值区间中的所有坐标点；

c)假设集合Q的个数为n(n为整数，n≥0)个，则：

ss1，假设n＝0，则该基本向量i没有效条纹中心点，该位置标记为NULL；

ss2，假设n＝1，则该基本向量i条纹中心点P_i的y_p坐标为即为Q₁的y₁坐标，即y_p＝y₁；

ss3，假设n＝2，则该基本向量i条纹中心点P_i的y坐标为Q中两个点y坐标的中心，假设Q中两点的y坐标分别y₁，y₂即y_p＝(y₁+y₂)/2；

ss3，假设n≥3，则构建二次线性回归方程：

h_j＝m₀+m₁y_j+m₂y_j²

其中，x_j和y_j分别为Q中第j个元素的x坐标和y坐标；

可得：

令：

可得：

最终：

由于基本向量i条纹中心点P_i的y坐标为以上二次线性回归方程的极值点，即y_p＝-m₁/(2m₂)。