[发明专利]针对连续表面的自适应投影云纹方法

权利要求书

1.一种针对连续表面的自适应投影云纹方法，其特征在于，包括：通过标定后的真实投影仪与相机，以投影云纹技术测量出物体的三维初步形貌；根据三维初步形貌、标定得到的内部参数和外部参数构建虚拟投影云纹模型，基于预设的理想云纹参数，通过自适应迭代算法在虚拟环境下模拟满足投影需求的栅线栅距并生成待投影的数值栅线图；最后将数值栅线图通过真实投影仪投影至被测物体表面并采集均匀分布的云纹图像，进而得到待测物体的精确三维形貌；

所述的待测物体的精确三维形貌，采用移动参考平面的方式来标定出全场的灵敏度系数，在获得物体的自适应云纹相位后即计算出物体的精确三维形貌；

所述的构建虚拟投影云纹模型，具体包括：

1)相机模型与投影仪模型均表示为s[u，v]^T＝K[R，T][X，Y，Z，1]^T，其中：[u,v]为待测表面上一待测点在投影仪或相机的像素平面上的像素坐标,[X,Y,Z]为该测点的世界坐标,s为尺度因子,K为投影仪或者是相机内部参数,[R,T]为投影仪或者是相机相对世界坐标系的外部参数，R为3×3的旋转矩阵,T为三维的平移向量；

2)在已知[u,v]以及Z的情况下,反推出[X，Y]＝A^-1B，其中：u_pm以及v_pm为世界点M在投影仪像素平面上的像素坐标,P_p等价于[R，T]这一矩阵,是从世界坐标系到投影仪坐标系的变换矩阵；

3)对于任意一个投影仪像素平面上的像素点以及对应的物体表面高度，根据相机模型以及投影仪模型就可以计算出相应的X，Y的坐标，然后再将这一世界点坐标通过相机成像模型投影到相机成像平面上，获得相应的像素坐标u_cm与v_cm，具体为：[u_cm v_cm 1]＝G(u_pm，v_pm，Z_wM)，即m_c＝G(m_p，Z_wM)，其中m_p＝[u_pm，v_pm]，m_c＝[u_cm，v_cm]。

2.根据权利要求1所述的针对连续表面的自适应投影云纹方法，其特征是，所述的标定，采用棋盘格标定板标定出投影仪与相机的内部参数和外部参数。

3.根据权利要求1所述的针对连续表面的自适应投影云纹方法，其特征是，所述的投影云纹技术是指：通过将栅线光投射至物体表面，通过采集受物体表面离面位移及通过参考光栅调制后产生的若干个畸变图像，即云纹条纹图像，再以相移算法计算得到变形前后对应的全场的位相，从而得到三维初步形貌。

4.根据权利要求1所述的针对连续表面的自适应投影云纹方法，其特征是，所述的构建虚拟投影云纹模型是指：采用光线追踪的方式在虚拟环境下建立的与实际云纹测量系统成像特性一致的模型，即通过相机模型、投影仪模型和物体的形貌建立投影得到的投影仪与相机像素平面上的像素点的对应关系。