一种基于双频相移条纹投影的快速三维测量方法技术

本发明专利技术涉及三维测量技术领域，具体是一种基于双频相移条纹投影的快速三维测量方法，S1：搭建结构光三维测量系统，S2：利用计算机生成四幅双频相移条纹，并通过投影仪依次将所有双频相移条纹投射至被测物体表面，双频相移条纹经过被测物体表面形貌的调制，产生变形的双频相移条纹；S3：摄像机同步采集所有变形的双频相移条纹，并将所有变形后的双频相移条纹传输至计算机，分别求解出高频相位φ(x,y)和低频相位

A fast 3D measurement method based on dual frequency phase shifting fringe projection

【技术实现步骤摘要】
一种基于双频相移条纹投影的快速三维测量方法
本专利技术涉及三维测量
，具体是一种基于双频相移条纹投影的快速三维测量方法。
技术介绍
相位测量轮廓术具有非接触测量、成本低廉、准确快速等优点，一直是三维测量领域的研究热点，其系统工作原理如下：首先投影仪将条纹图案投射至物体表面，条纹由于物体轮廓调制发生变形；然后摄像机采集调制后的条纹图像，并把图像传送至计算机进行条纹分析，计算得到包含物体轮廓信息的绝对相位；最后根据三角测量原理完成相位到高度的转换，实现物体轮廓的三维测量。相移法、傅里叶变换、小波变换是常用的条纹分析方法，其中相移法具有计算简单、鲁棒性强、准确性高等优点，比较适用于测量具有复杂形貌的物体。然而，上述几种条纹分析方法只能计算出条纹的截断相位，需要进一步地进行相位解包裹，恢复出物体的绝对相位。双频相移算法是比较常用的相位解包裹算法，其基本思想是计算两种不同频率的相位图，根据两者的约束关系，对高频相位进行解包裹。然而，传统双频相移算法一般需要投射五幅及以上条纹图案，测量速度较慢，不利于在线实时测量。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种基于双频相移条纹投影的快速三维测量方法，其特征在于：/n步骤S1：搭建结构光三维测量系统，包括投影仪、摄像机和计算机，所述投影仪和摄像机均与计算机通讯连接；/n步骤S2：利用计算机生成四幅双频相移条纹，并将所有所述双频相移条纹传输至投影仪，投影仪依次将所有所述双频相移条纹投射至被测物体表面，所述双频相移条纹经过被测物体表面形貌的调制，产生变形的双频相移条纹；/n步骤S3：摄像机同步采集所有变形的双频相移条纹，并将所有变形后的双频相移条纹传输至计算机，分别求解出高频相位φ(x,y)和低频相位

【技术特征摘要】
1.一种基于双频相移条纹投影的快速三维测量方法，其特征在于：
步骤S1：搭建结构光三维测量系统，包括投影仪、摄像机和计算机，所述投影仪和摄像机均与计算机通讯连接；
步骤S2：利用计算机生成四幅双频相移条纹，并将所有所述双频相移条纹传输至投影仪，投影仪依次将所有所述双频相移条纹投射至被测物体表面，所述双频相移条纹经过被测物体表面形貌的调制，产生变形的双频相移条纹；
步骤S3：摄像机同步采集所有变形的双频相移条纹，并将所有变形后的双频相移条纹传输至计算机，分别求解出高频相位φ(x,y)和低频相位
步骤S4：利用低频相位对高频相位φ(x,y)进行解包裹得到绝对相位Φ(x,y)；
步骤S5：通过步骤S4分别测量被测物体的绝对相位Φ1(x,y)和参考平面的绝对相位Φ2(x,y)，被测物体的绝对相位Φ1(x,y)减去参考平面的绝对相位Φ2(x,y)能够恢复出被测物体的三维形貌信息。


2.根据权利要求1所述的一种基于双频相移条纹投影的快速三维测量方法，其特征在于：
所述步骤S1中所有双频相移条纹的强度可分别表示为：












其中表示四幅双频相移条纹的强度；p代表投影仪，(xp,yp)表示投影仪的像素坐标；Ap和Bp为常数，f1表示高频，f2表示低频。


3.根据权利要求1所述的一种基于双频相移条纹投影的快速三维测量方法，其特征在于：
所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉伟，刘路，廖娟，陈向成，姜波，洪继龙，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34