基于彩色随机二元编码结构照明的三维测量方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于彩色随机二元编码结构照明的三维测量方法和系统，能够降低颜色串扰对三维重建的影响，实现更高测量精度和更高空间分辨率的全分辨率动态三维测量。所述方法包括：分别产生三幅模式分布不相同的灰度随机二元编码图像；获取一幅彩色随机二元编码结构光图像；将所获取的彩色随机二元编码结构光图像投影到测量目标的表面上；获取经过测量目标形貌调制的左、右变形彩色编码图像；分离出左、右各三幅变形灰度编码图像；对分离出的左、右变形灰度编码图像进行像素相关匹配获取视差数据，并基于双目立体视觉原理和视差数据对测量目标进行三维重建，获取测量目标表面的三维坐标数据。

【技术实现步骤摘要】
基于彩色随机二元编码结构照明的三维测量方法和系统
本专利技术涉及光学三维测量
，尤其涉及一种基于彩色随机二元编码结构照明的三维测量方法和系统。
技术介绍
光学三维测量技术在工业检测、影视特技、医学美容和文物保护等领域得到了广泛应用。它通过投影点、线、面结构光场照明测量空间的待测物体，然后通过某种图像处理方法和光学测量原理分析摄像机获取的受物体形貌调制的结构光场，从而实现三维重建。近年来，由于测量效率的显著优势，面结构光照明的三维测量技术得到了广泛的研究和应用。在很多应用场景，比如动态目标，具有代表性的基于多帧正弦条纹投影的结构光编码方法完成一次三维测量的方案很难胜任这一工作。为了最大程度上解决目标运动造成的问题，通常增加投影仪和相机拍摄的帧率是一个较为直接的办法，但同时也增加了硬件的成本，不利于推广应用。于是，人们将注意力转移到单帧投影结构光场的三维测量技术的研究：完成一次三维测量仅需要一幅图像，只要投影和拍摄同步就可以抓取动态场景某一时刻的三维形态，目标的运动并不会对测量过程造成任何影响。傅里叶变换轮廓术作为基于单帧结构光场照明实现动态三维测量的典型代表(TakedaM，Mu本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于彩色随机二元编码结构照明的三维测量方法，其特征在于，所述方法包括：步骤A：分别产生三幅模式分布不相同的灰度随机二元编码图像；步骤B：将所产生的三幅灰度随机二元编码图像分别嵌入一幅彩色图像的RGB三个通道，获取一幅彩色随机二元编码结构光图像；步骤C：将所获取的彩色随机二元编码结构光图像投影到测量目标的表面上；步骤D：分别从符合双目立体视觉布局的两个不同角度获取经过测量目标形貌调制的左、右变形彩色编码图像；步骤E：分别从所获取的左、右变形彩色编码图像的RGB通道中分离出左、右各三幅变形灰度编码图像；步骤F：对分离出的左、右变形灰度编码图像进行像素相关匹配获取视差数据，并基于双目立体视觉原理...

【技术特征摘要】
1.一种基于彩色随机二元编码结构照明的三维测量方法，其特征在于，所述方法包括：步骤A：分别产生三幅模式分布不相同的灰度随机二元编码图像；步骤B：将所产生的三幅灰度随机二元编码图像分别嵌入一幅彩色图像的RGB三个通道，获取一幅彩色随机二元编码结构光图像；步骤C：将所获取的彩色随机二元编码结构光图像投影到测量目标的表面上；步骤D：分别从符合双目立体视觉布局的两个不同角度获取经过测量目标形貌调制的左、右变形彩色编码图像；步骤E：分别从所获取的左、右变形彩色编码图像的RGB通道中分离出左、右各三幅变形灰度编码图像；步骤F：对分离出的左、右变形灰度编码图像进行像素相关匹配获取视差数据，并基于双目立体视觉原理和视差数据对测量目标进行三维重建，获取测量目标表面的三维坐标数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述灰度随机二元编码图像为基于局域和全局随机相结合的方式通过图像处理器产生。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每幅所述灰度随机二元编码图像中像素的灰度为0或者255。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤E包括：对获取的左、右变形彩色编码图像进行极线校正，获取仅有列方向上视差的矫正视图，并基于矫正视图分离出左、右各三幅变形灰度编码图像。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤F包括：从一幅左或右变形灰度编码图像上待匹配的像素开始，用匹配窗口区域对右或左变形灰度编码图像进行遍历，计算左、右变形灰度编码图像上同一行中允许视差范围内的所有匹配窗口区域内的像素之间的相关系数；当相关系数大于预设阈值时，左、右变形灰度编码图像中两像素点匹配为对应点，逐一计算左、右变形灰度编码图像上对应点之间的视差，获取视差数据。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述相关系数的计算式为：式中，(i，j)、(i’，j’)分别为左、右变形灰度编码图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱江平，周佩，荆海龙，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51