The present invention relates to visual detection technology in structure light projection fringe encoding method for the structured light measurement principle and method of encoding is relatively simple, fast measuring speed, strong robustness, and the measurement results obtained with sub-pixel precision. The technical scheme of the invention is a structured light stripe projection method based on hybrid spatial encoding, including encoding, fringe projection step detection step; the projection step includes time domain encoding, encoding encoding and detection of fringe space. The invention is mainly used in visual inspection occasions.
【技术实现步骤摘要】
基于时域空域混合编码的结构光条纹投射方法
本专利技术涉及视觉检测技术中的结构光投射条纹编码方法,具体涉及一种基于时域空域混合编码的结构光条纹投射方法。
技术介绍
结构光三维视觉测量技术,具有视觉测量的非接触、速度快、自动化程度高,柔性好等优点。结构光三维视觉基于光学三角法原理,通过计算采集图像的各种光模式特征点的偏移信息反算出被测物体的表面轮廓。光学投射器投射确定的光模式,使得结构光图像信息易于提取,因而测量精度较高,广泛应用于各种工业产品的在线检测。面结构光投射方式相比较于点结构光和线结构光具有不需要运动机构协助,可实现实时测量,系统成本低等优点在近些年来得到了发展。因结构光光学投射器投射出的图案和摄像机需要拍摄的图片数量不同,可以分为彩色编码投射法,灰度编码法,基于傅里叶变换的投射方法,条纹序列投射法和混合图案投射法等。其中彩色编码投射法只需要拍摄一幅图片就可以完成测量,但是其缺点也显而易见,在测量部分彩色物体时,这种方法的测量信息会受到被测物表面颜色的干扰,使测量结果变得不可靠。灰度编码法同样需要拍摄一幅图片就可以完成测量,并且测量结果不受被测物表面色彩的干扰,但是由于其解码原理是在空域上实现的,因此为了测量表面不连续的物体这种方法编码时需要采用pseudo随机二维序列(PRBA)的原理实现。基于傅里叶变换的条纹投射方法是一种比较经典的空域结构光测量方法,但是如何防止其频谱泄露一直是难以解决的问题,而且这种方法解相位算法复杂,不适合测量表面不连续的物体,在具体应用时具有较多问题。条纹序列投射法是一种时域条纹投射方法,可以测量具有任意表面特征的物体,但 ...
【技术保护点】
一种基于时域空域混合编码的结构光条纹投射方法,其特征是,包括编码投影步骤、条纹检测步骤;编码投影步骤包括时域编码、空域编码,时域编码具体是,采用十进制来表述在时域上的编码方式,单个周期的投影条纹随着时间变化有001,010,011,100,101,110六种编码情况,在这里,001代表投影仪投射的第一幅图像和第二幅图像的条纹编码值是0,而对应的第三幅图像的编码值是1,其中0对应着相应图像中的暗条纹,1对应着相应图像中的亮条纹,将每个周期条纹的灰度分布设计为正弦式分布,如条纹编码为1,则投射出的条纹灰度按正弦波的上半部分规律分布,反之,则按正弦波的下半部分规律分布,其具体约束如下式:
【技术特征摘要】
1.一种基于时域空域混合编码的结构光条纹投射方法,其特征是,包括编码投影步骤、条纹检测步骤;编码投影步骤包括时域编码、空域编码,时域编码具体是,采用十进制来表述在时域上的编码方式,单个周期的投影条纹随着时间变化有001,010,011,100,101,110六种编码情况,在这里,001代表投影仪投射的第一幅图像和第二幅图像的条纹编码值是0,而对应的第三幅图像的编码值是1,其中0对应着相应图像中的暗条纹,1对应着相应图像中的亮条纹,将每个周期条纹的灰度分布设计为正弦式分布,如条纹编码为1,则投射出的条纹灰度按正弦波的上半部分规律分布,反之,则按正弦波的下半部分规律分布,其具体约束如下式:其中,(ui,vi)为图像坐标,w为每个条纹的周期宽度,(1)中上式为条纹编码值为1的条纹灰度分布规律,下式则为条纹编码值为0的条纹灰度分布规律;空域编码具体步骤是,利用相邻几个周期的条纹的编码值在空域进行编码,对于第一个周期的条纹,共有6种编码值的选择方式,而其相邻周期的条纹编码值共有5种选择,第三个周期的条纹编码值也有5种选择,以此类推;设n为空域上每组编码子序列需要的连续条纹周期数目,可知可能的子序列的数量共有m=6×5n-1(2)也就是存在m种编码值,在空域编码时每相邻四个周期的条纹组成一个编码子序列,对应一个编码值p,以保证每个周期的条纹对应一个单独的编码值;获得满足要求的编码序列首先需要利用穷举法列出所有编码子序列的可能性,然后利用欧拉环形算法将各个序列连接起来,假设子序列的长度为n,则需要满足前一子序列的后n-1位与后一子序列的前n-1的时域编码值相同,这样的一种完整的序列满足系统要求用来进行测量;条纹检测步骤具体是,首先,对摄像机拍摄得到的三幅条纹投射图像进行均值滤波去除高斯噪声,对经过滤波的图像进行二值化处理获得每个周期的条纹在对应图像中的编码值,最后参照编码方法,利用获得的二值图像...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。