基于傾斜相位編碼條紋的光學(xué)三維測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種關(guān)于相位編碼條紋的三維測(cè)量方法，屬于光電檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉 及基于傾斜相位編碼條紋的光學(xué)三維測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 條紋投影輪廓術(shù)因其高速、高精度、非接觸、全場(chǎng)測(cè)量、快速信息獲取等優(yōu)點(diǎn)，在三 維測(cè)量中有重要意義，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造、文物保護(hù)、醫(yī)療等諸多領(lǐng)域。本發(fā)明的三維 測(cè)量系統(tǒng)如圖1所示，包括DLP投影儀1、(XD2、工作站3、測(cè)量支架4、參考平面5和待測(cè)物 體6 ;DLP投影儀1和(XD2放在測(cè)量支架4上；DLP投影儀1、（XD2分別通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)連接工 作站3 ;待測(cè)物體6放在參考平面5上；工作站3內(nèi)包含圖像采集卡、投影軟件、測(cè)量軟件。 DLP投影儀1將帶有特征信息的條紋聚焦投射到被測(cè)物體6表面，由CCD2采集條紋信息， 經(jīng)過(guò)工作站3處理后提取出特征信息，并按照特定算法進(jìn)行三維重建。DLP投影儀1光軸 和(XD2光軸相交于0點(diǎn)。DLP投影儀1和(XD2為同一高度，它們之間的距離為4它們到 參考平面的距離為4。被測(cè)物體6的高度計(jì)算公式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于傾斜相位編碼條紋的光學(xué)三維測(cè)量方法，其特征是： (1) 傾斜的正弦條紋：相比于傳統(tǒng)的水平條紋，傾斜的正弦條紋在水平和堅(jiān)直方向的 頻率都發(fā)生了改變，而且這種改變跟傾斜角度和周期的個(gè)數(shù)有關(guān)，因此，在編程上需要確定 這兩者的關(guān)系；其具體思路是：首先規(guī)定堅(jiān)直方向的周期個(gè)數(shù)M，然后，根據(jù)三角函數(shù)，用公 式tan5 =f設(shè)置條紋的傾斜角5，在水平方向像素給定的情況下，可以確定水平方向的周 n 期個(gè)數(shù)，最后將水平和堅(jiān)直方向的周期轉(zhuǎn)換為頻率，嵌入到正弦強(qiáng)度中，得到傾斜的正弦條 紋； (2) 傾斜的相位編碼條紋：相位編碼條紋的編碼相位并不是如正弦條紋一樣分布一般 都需要多個(gè)周期數(shù)，其在堅(jiān)直方向只有一個(gè)周期數(shù)，因此，在編碼方法上與傾斜的正弦條紋 不一樣，其具體思路是：根據(jù)計(jì)算機(jī)中相移的傾斜正弦條紋來(lái)反演計(jì)算得到截?cái)嘞辔唬ㄟ^(guò) 記數(shù)每列的截?cái)嘞辔粋€(gè)數(shù)來(lái)確定條紋級(jí)數(shù)的個(gè)數(shù)，將條紋級(jí)次分布到一個(gè)周期的相位中， 從而得到每列編碼相位，最后將這些編碼相位嵌入到正弦強(qiáng)度中，得到傾斜的相位編碼條 紋。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于傾斜相位編碼條紋的光學(xué)三維測(cè)量方法，其特征在 于：所述公式tan6=2中的m是堅(jiān)直方向一個(gè)周期的像素?cái)?shù)；n是水平方向一個(gè)周期的像 n 素?cái)?shù)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了基于傾斜相位編碼條紋的光學(xué)三維測(cè)量方法，由傾斜正弦條紋編碼原理、傾斜相位條紋編碼原理、及三維測(cè)量原理三大關(guān)鍵部分組成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：（1）由于基于相位編碼的方式相比基于強(qiáng)度編碼的方式而言,其對(duì)被測(cè)物體表面的對(duì)比度、環(huán)境光、相機(jī)噪聲等不太敏感，魯棒性好，因此，該方法能夠測(cè)量表面明暗程度不同的物體。（2）由于投影儀和CCD相機(jī)平行放置時(shí)，當(dāng)投影傳統(tǒng)的水平(或豎直)正弦條紋時(shí),并不能獲得最佳的測(cè)量效果。因此，設(shè)計(jì)隨意改變角度的傾斜條紋能夠有助于探索最優(yōu)的測(cè)量效果，能提高測(cè)量精度。
【IPC分類(lèi)】G01B11-25
【公開(kāi)號(hào)】CN104697468
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510142944
【發(fā)明人】伏燕軍, 李彪, 張建成, 吳海濤
【申請(qǐng)人】南昌航空大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月30日