The invention belongs to the technical field of three-dimensional measurement of structured light, and specifically relates to a method of constructing secondary table of phase unwrapping of structured light based on mathematical and physical analysis. It includes the following steps: S1, projection measurement with different frequency fringes, in which frequency refers to the number of fringes in a single fringe pattern, and the relationship between frequencies is satisfied, so as to ensure the final acquisition by heterodyne method. Single-frequency phase diagram; S2. Calculate the multi-frequency deformed fringe pattern captured by camera by heterodyne method, and obtain two truncated phase diagrams with adjacent integers; S3, substitute the two adjacent integer frequencies into the secondary table to construct the formula, and quickly construct the phase unwrapping secondary table; S4, retrieve the secondary table to carry out phase unwrapping for the truncated phase. The method is simple and fast, and meets the requirements of accuracy and speed for 3D reconstruction. The constraints on initial frequency are easy to meet in most cases.
【技术实现步骤摘要】
一种基于数理分析的结构光相位展开次级表构建方法
本专利技术属于结构光三维测量
，具体涉及一种基于数理分析的结构光相位展开次级表构建方法。
技术介绍
结构光3D形貌检测技术，因其具有快速，非接触，高精度等优点，被认为最具前景的光学三维形貌测量技术之一，该技术利用投影设备将条纹投影到待测物体表面，被测物体形貌的变化导致条纹发生扭曲，形变，对这种条纹形变进行分析来获取高度信息。为提高测量方法的鲁棒性，该技术一般采用多种频率条纹进行测量，因此也出现了众多多频解调技术。利用数理方法计算截断相位次级的解调方法，在实现速度和重建精度上呈现出较好的效果，如华中科技大学的研究者撰写的多频率投影条纹测量相位展开技术研究一文中，投影三种已知频率正弦条纹到待测物体表面，利用三种频率之间数理关系建立相位展开次级表，通过该次级表来指导后续变形条纹图的相位展开。该方法由于预先建立展开相位次级表，因此在相位展开过程中只需根据相位次级表对截断相位进行加减运算，即可获得展开相位，在满足多频条纹重建方法具有的强鲁棒性优势同时还提高了实时计算速度。其中相位展开次级表是该方法的关键技术。然而，现有的...
【技术保护点】
1.一种基于数理分析的结构光相位展开次级表构建方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、采用不同频率条纹进行投影测量，其中频率指单幅条纹图中条纹数目，各频率之间满足一定关系，确保通过外差法最终能获得单频相位图；S2、利用外差法对相机捕获的多频变形条纹图进行计算，获得两种频率为相邻整数的截断相位图；S3、将所获的两种相邻整数频率，代入次级表构建公式，快速构建相位展开次级表；S4、检索次级表对截断相位进行相位展开。
【技术特征摘要】
1.一种基于数理分析的结构光相位展开次级表构建方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、采用不同频率条纹进行投影测量，其中频率指单幅条纹图中条纹数目，各频率之间满足一定关系，确保通过外差法最终能获得单频相位图；S2、利用外差法对相机捕获的多频变形条纹图进行计算，获得两种频率为相邻整数的截断相位图；S3、将所获的两种相邻整数频率，代入次级表构建公式，快速构建相位展开次级表；S4、检索次级表对截断相位进行相位展开。2.如权利要求1所述的基于数理分析的结构光相位展开次级表构建方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：S1-1、利用计算机编码生成空间频率为f1、f2、f3...fn-1、fn的正弦条纹图；S1-2、根据外差法，两种频率分别为fa、fb的相位函数，叠加后得到一种更低频率为fc的相位函数fc＝fa-fb；S1-3、假设空间频率f1>f2>f3>...>fn-1>fn,则有：...f1、f2、f3...fn-1、fn满足通过外差法降频后可获得的最低频率3.如权利要求2所述的基于数理分析的结构光相位展开次级表构建方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：S2-1、将编码生成的频率为f1、f2、f3...fn-1、fn的正弦条纹图投影至待测物体表面；S2-2、利用相机捕获不同频率变形条纹图；S2-3、利用相移法对三种频率进行相位解调得到各截断相位Φ1、Φ2、Φ3...Φn，假设展开相位为且有S2-4、根据外差法，两种频率分别为fa、fb的相位函数，叠加后得到一种更低频率为fc的相位函数有：因此利用外差法计算t次(t>0)差频后第i个频率相位图的相位函数和频率数fit，得：S2-5、根据初始条件有在实际的数值计算中arctan(*)函数返回相位的取值范围为[-π,π]；因此通过计算可获得截...
【专利技术属性】
技术研发人员：易京亚，卢盛林，
申请(专利权)人：广东奥普特科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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