[发明专利]一种基于调制度半宽恒定的自校准结构光测量方法

权利要求书

1.一种基于调制度半宽恒定的自校准结构光测量方法，其特征是：所述方法包括步骤：

步骤S1：通过上位机程序控制压电陶瓷微步距垂直扫描待测物体，每一步扫描，利用DMD依次投影八幅具有π/4相位差的正弦光栅条纹，采用CCD采集八幅反射图像并存储数据；

步骤S2：每扫描一次，分别利用相移算法解析出采集图像的调制度分布，纵向扫描完成可得到每个像素点的调制度值随扫描位置变化的相移调制度曲线，并使用高斯曲线拟合算法对调制度曲线进行峰值定位；

步骤S3：通过公式计算出理论调制度半宽值，结合实际获取调制度半宽值对实际扫描步距进行精确自校准，从而获得准确的扫描步距，其公式如下：

其中，Δz为校正后的扫描步距，λ为光源中心波长，ν为投影条纹归一化频率，NA为显微镜头数值孔径，n为系统所在介质折射率，X₁和X₂分别为实际获取调制度曲线半高宽位置对应的两根；

步骤S4：根据相关公式精确恢复物体三维形貌，其公式如下：

h＝z_max×Δz

其中，h为像素点相对高度，z_max为像素点准确聚焦位置，Δz为校正后的扫描步距。

2.根据权利要求1所述的基于调制度半宽恒定的自校准结构光测量方法，其特征是：步骤2中，由结构光照明显微测量方法可知，采集图像调制度反应了物体离焦的程度，且调制度最大值所在位置为准确调焦的位置。

3.根据权利要求1所述的基于调制度半宽恒定的自校准结构光测量方法，其特征是：通过提取调制度曲线的峰值所在位置，结合扫描步距可重构出物体的三维形貌信息。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于调制度半宽恒定的自校准结构光测量方法，其特征是：首先采用相移算法进行调制度解调，进而获得像素点准确聚焦位置，精度极高；然后通过步距自校准算法对实际扫描步距进行精确求解，进一步提高测量精度、测量可靠性和测量重复性；获得两个关键参数后根据公式即可重构物体三维形貌；该方法既能够适用于基于相移技术的结构光测量方法，也可用于基于傅里叶变换技术的结构光测量方法，使得结构光测量方法在光滑表面检测、粗糙表面检测领域能够扮演更重要的角色。