[发明专利]一种表面三维测量方法、系统、装置及存储介质

权利要求书

1.一种表面三维测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

对屏幕、相机和待测表面进行预设处理，所述预设处理包括系统标定和所述相机的内参标定；

通过所述屏幕生成并发射条纹图案；

通过所述相机拍摄反射图案，所述反射图案为所述条纹图案经过所述待测表面反射后的图案；

根据所述反射图案获取相位信息，所述相位信息为所述反射图案中各个像素点的相位；

根据所述相位信息计算所述待测表面的斜率信息；

根据所述斜率信息获取所述待测表面的高度信息，所述高度信息反映所述待测表面的三维形状。

2.根据权利要求1所述的一种表面三维测量方法，其特征在于，所述对屏幕、相机和待测表面进行预设处理，包括：

将所述屏幕固定设置在第一位置，将所述相机固定设置在第二位置，并将所述待测表面固定设置在第三位置；

对所述相机进行内参标定。

3.根据权利要求1所述的一种表面三维测量方法，其特征在于，所述根据所述反射图案获取相位信息，包括：

根据所述反射图案计算包裹相位；

对所述包裹相位进行相位展开，得到所述相位信息。

4.根据权利要求3所述的一种表面三维测量方法，其特征在于，所述对所述包裹相位进行相位展开，得到所述相位信息，包括：

通过多频时域解包裹法对所述包裹相位进行相位展开，得到所述相位信息。

5.根据权利要求2所述的一种表面三维测量方法，其特征在于，所述根据所述相位信息计算所述待测表面的斜率信息，包括：

建立屏幕坐标系和相机坐标系；

根据所述相位信息在所述待测表面上任意选取第一参考点；

根据所述第一参考点获取第一坐标和第二坐标，所述第一坐标为所述第一参考点对应的所述条纹图案中的像素点在所述屏幕坐标系上的坐标，所述第二坐标为相机光心在所述相机坐标系上的坐标；

根据所述第一坐标和所述第二坐标计算所述第一参考点的单位法向量；

根据所述单位法向量计算所述斜率信息。

6.根据权利要求5所述的一种表面三维测量方法，其特征在于，所述斜率信息包括第一斜率和第二斜率，所述第一斜率为所述第一参考点在所述屏幕坐标系x方向上的斜率，所述第二斜率为所述第一参考点在所述屏幕坐标系y方向上的斜率；

所述根据所述单位法向量计算所述斜率信息，包括：

设置参考面，所述参考面靠近所述第三位置；

在所述参考面上选取第二参考点，所述第二参考点与所述第一参考点和所述相机光心在同一直线上；

根据所述第二参考点在所述屏幕坐标系上的坐标和所述单位法向量，计算所述斜率信息。

7.根据权利要求1所述的一种表面三维测量方法，其特征在于，所述根据所述斜率信息获取所述待测表面的高度信息，包括：

根据所述斜率信息，通过Southwell网格模型获取所述待测表面的高度信息。

8.一种表面三维测量系统，其特征在于，包括：

预设处理模块，用于对屏幕、相机和待测表面进行预设处理；

条纹图案发射模块，用于通过所述屏幕生成并发射条纹图案；

反射图案拍摄模块，用于通过所述相机拍摄反射图案；

相位信息获取模块，用于根据所述反射图案获取相位信息；

斜率信息计算模块，用于根据所述相位信息计算所述待测表面的斜率信息；

高度信息获取模块，用于根据所述斜率信息获取所述待测表面的高度信息。

9.一种表面三维测量装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-7中任一项所述的一种表面三维测量方法。

10.一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于：所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于实现如权利要求1-7中任一项所述的一种表面三维测量方法。