结构光三维测量方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及光学三维传感和测量技术领域，公开的一种结构光三维测量方法包括以下步骤：将正弦周期条纹的周期序号按照编码方式F编码为m位二进制数；控制投影单元投影m×n幅具有编码后的周期序号的正弦周期条纹结构光至被测物体，每组相移中的相同条纹周期对应同一个编码位值，编码位值为0或1，分别对应n步相移的条纹相位的单调递增或单调递减；计算每个投影成像点的m个截断相位值；获取每个投影成像点的m个编码位值，校正反折的截断相位值；计算校正后的m个截断相位值的平均值；根据编码方式F的反运算F

Three dimensional measurement method and system for structured light

The present invention relates to an optical 3D sensing and measurement technology, a kind of open structure light 3D measurement method comprises the following steps: periodic sinusoidal periodic fringe number according to the encoding F encoding for m bit binary number; control unit of M * n projection projection image with cycle number encoding after sinusoidal periodic stripes to the object to be measured, the same period in each fringe phase shift corresponding to the same encoding value, encoding a value of 0 or 1, the phase corresponding to the n step phase shift of a monotonically increasing or decreasing; calculate the imaging point of each projection m cutoff value for each phase; imaging projection m an encoding bit value correction phase truncation reflexed; average m corrected a truncated phase value; according to the encoding of F anti F operation

【技术实现步骤摘要】
结构光三维测量方法及系统
本专利技术涉及光学三维传感和测量
，具体涉及一种结构光三维测量方法及系统。
技术介绍
光学三维测量方法已经广泛应用于工业检测、逆向工程、人体扫描、文物保护等多个领域，对自由曲面的检测具有速度快、精度高的优势。按照成像照明方式的不同，光学三维测量技术可分为被动三维测量和主动三维测量两大类，其中在主动三维测量技术中，结构光三维测量技术发展最为迅速。如图1所示，结构光三维测量技术是利用普通或者激光作为光源，将已知的图案通过投影仪投射到被测物体的表面，根据通过成像装置例如相机从另一角度获取的图像，利用三角原理获得采样点的三维信息。当投影的结构光图案比较复杂时，为确定物体表面点与其图像像素点之间的对应关系，需对投射的图案进行编码，然后对拍摄到的图像进行解码。图案编码主要分为空域编码和时域编码，空域编码方法只需要一次投射即可获得待测物体深度图，适用于动态测量，分辨率和处理速度欠缺，且译码要求高；时域编码需要将多个不同的投射编码图案组合起来解码，较容易解码，但要求投射的空间位置不变，难以实现实时测量。结构光测量方法还包括一类测量方法，即相位法，原理是将光栅图案投射到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构光三维测量方法，其特征在于，包括以下步骤：将正弦周期条纹的周期序号按照编码方式F编码为m位二进制数，得到编码后的周期序号；控制投影设备投影m×n幅具有所述编码后的周期序号的正弦周期条纹结构光至被测物体，n为相移步数，所述正弦周期条纹结构光的每组相移中的相同条纹周期对应同一个编码位值，编码位值为0或1，分别对应n步相移的条纹相位的单调递增或单调递减；计算投影至所述被测物体上的正弦周期性结构光的每个投影成像点的m个截断相位值；获取每个投影成像点的m个编码位值，根据获取的编码位值校正反折的截断相位值；计算校正后的m个截断相位值的平均值；根据所述编码方式F的反运算F

【技术特征摘要】
1.一种结构光三维测量方法，其特征在于，包括以下步骤：将正弦周期条纹的周期序号按照编码方式F编码为m位二进制数，得到编码后的周期序号；控制投影设备投影m×n幅具有所述编码后的周期序号的正弦周期条纹结构光至被测物体，n为相移步数，所述正弦周期条纹结构光的每组相移中的相同条纹周期对应同一个编码位值，编码位值为0或1，分别对应n步相移的条纹相位的单调递增或单调递减；计算投影至所述被测物体上的正弦周期性结构光的每个投影成像点的m个截断相位值；获取每个投影成像点的m个编码位值，根据获取的编码位值校正反折的截断相位值；计算校正后的m个截断相位值的平均值；根据所述编码方式F的反运算F-1获得所述正弦周期条纹的周期序号；根据校正后的截断相位值的平均值和所述正弦周期条纹的周期序号计算得到所述周期需要的完整相位。2.根据权利要求1所述的结构光三维测量方法，其特征在于，通过以下公式计算得出投影至所述被测物体上的正弦周期性结构光的每个投影成像点的m个截断相位值：其中：公式(1)为正弦周期条纹结构光的投影成像点光强度公式，公式(2)为周期序号编码的相位计算公式；(x,y)为正弦周期条纹结构光投影成像点的坐标；m为周期序号二进制编码的总位数；j为周期序号二进制编码位序号；n为相移总步数；i为相移步数序号；δ为每步间的相移值，等于Iij(x,y)为在(x,y)点，m位周期序号编码的第j位，n步相移第i次相移的光强度；为(x,y)点周期序号编码第j位的截断相位，扩展后的取值是在[0，2π)之间；A(x,y)为(x,y)点的正弦周期条纹结构光投影的幅值；E(x,y)为(x,y)点的表面反射特性；B(x,y)为(x,y)点的环境光强度；为(x,y)点的未反折的初始相位，沿投影波长方向递增。3.根据权利要求2所述的结构光三维测量方法，其特征在于，所述获取每个投影成像点的m个编码位值的步骤具体为：根据计算得到的所述每个投影成像点的m个截断相位值，计算出所述每个投影成像点与其沿投影波长方向的下一个投影成像点的差值，进而获取所述每个投影成像点所对应的相位的单调增减特性，进而获取每个投影成像点的m个编码位值bj(x,y)，j＝1,2,3...m。4.根据权利要求3所述的结构光三维测量方法，其特征在于，所述根据获取的编码位值校正反折的截断相位值的步骤具体为：将反折的截断相位值取反后加上2π，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡学磊，李鹏杰，郑众喜，
申请(专利权)人：苏州优纳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32