[发明专利]一种基于条纹修复的高动态三维测量方法在审

专利信息
申请号: 202310158041.2 申请日: 2023-02-23
公开(公告)号: CN115993100A 公开(公告)日: 2023-04-21
发明(设计)人: 李洪儒;韦豪;刘江涛;邓国亮 申请(专利权)人: 四川大学
主分类号: G01B11/25 分类号: G01B11/25
代理公司: 深圳众邦专利代理有限公司 44545 代理人: 张莹莹
地址: 610000 四*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 条纹 修复 动态 三维 测量方法
【说明书】:

发明提供一种基于条纹修复的高动态三维测量方法,包括以下步骤:向高反光表面投影四幅灰度正弦条纹图,CCD采集变形饱和条纹,将拍摄的图像分为,可靠区域、浅饱和区域和深饱和区域,用四幅饱和条纹图计算出可靠区域,并计算出可靠区域的A参数,由于浅饱和区域和深饱和区域不能完美求解,对所有可靠区域膨胀和腐蚀,用修复的A以及没有饱和的条纹对饱和条纹进行修复,当条纹顶部饱和的部分被修复后,其余部分使用CSI插值方法来补全,当所有条纹被修复后使用四步相移法计算相位,使用互补格雷码方法求解级次并展开包裹相位。本发明提供的一种基于条纹修复的高动态三维测量方法,该方法可以提高系统的动态范围,每张图信息利用率增大。

技术领域

本发明涉及结构光三维测量领域,尤其涉及一种基于条纹修复的高动态三维测量方法。

背景技术

近年来,结构光投影三维测量技术由于其具有非接触、测量速度快、精度高等特点,广泛应用在工业测量、文物数字化保护等诸多领域,随着结构光三维测量得到越来越广泛的应用,被测对象的特性也更加复杂,需要测量的对象不再局限于白色或浅色物体,有时候也需要对物体表面反射率变化较大的物体进行测量。

由于相机动态范围有限,拍到的条纹图会发生饱和,条纹饱和后如果直接计算相位会和理想相位有偏差导致三维测量不准确。

因此,有必要提供一种基于条纹修复的高动态三维测量方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种基于条纹修复的高动态三维测量方法,解决了由于相机动态范围有限,拍到的条纹图会发生饱和,条纹饱和后如果直接计算相位会和理想相位有偏差导致三维测量不准确的问题。

为解决上述技术问题,本发明提供的一种基于条纹修复的高动态三维测量方法,包括以下步骤:

S1:向高反光表面投影四幅灰度正弦条纹图,CCD采集变形饱和条纹;

S2:将拍摄的图像分为,可靠区域、浅饱和区域和深饱和区域,用四幅饱和条纹图计算出可靠区域,并计算出可靠区域的A参数;

S3:由于浅饱和区域和深饱和区域不能完美求解,对所有可靠区域膨胀和腐蚀,获得CSI和BSI区域来大致对应浅饱和区域和深饱和区域并利用CSI和BSI插值方法对CSI和BSI区域的A进行插值补全;

S4:利用条纹之间的关系,用修复的A以及没有饱和的条纹对饱和条纹进行修复,当条纹顶部饱和的部分被修复后,其余部分使用CSI插值方法来补全;

S5:当所有条纹被修复后使用四步相移法计算相位;

S6:使用互补格雷码方法求解级次并展开包裹相位。

优选的,所述S1的具体步骤如下:

S101:向高反光表面投影四幅灰度正弦条纹图,CCD采集变形饱和条纹,投影的四幅条纹图有的恒等相位差,拍摄到的图像也有的相位差,即,其中,N=4为相移步数,n=1,2,...,N为相移序号,A(x,y)为平均强度,B(x,y)为强度调制。化简后拍摄到的图像I1,I2,I3,I4表达式如下:

优选的,所述S2的具体步骤如下:

S201、对图像中的每个点,根据四幅相移图的饱和情况将其分为可靠区域、浅饱和区域和深饱和区域,如果拍摄的四幅相移图在某个点的值都小于255,或者只有一幅图的值大于等于255,那么这个点为可靠区域,如果四幅图在某个点有两幅图、三幅图或四幅图的值大于等于255,那么这个点就属于浅饱和区域或者深饱和区域,假定A′为实际的A参数,那么当A′<255时该点为浅饱和区域,当A′≥255时该点为深饱和区域;

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