一种基于随机两帧相移条纹图的三维测量方法技术

本发明专利技术涉及一种基于随机两帧相移条纹图的三维测量方法，包括：向待测物体依次投影第一条纹图和第二条纹图，得到第一变形条纹图和第二变形条纹图；分别对第一变形条纹图和第二变形条纹图进行背景滤除和调制度幅值矫正，得到第一矫正结果和第二矫正结果；利用利萨如椭圆拟合方法对第一矫正结果和第二矫正结果进行处理，得到待测物体的相位信息；根据相位信息，得到待测物体的三维形貌信息。本发明专利技术的方法利萨如椭圆拟合技术提取物体的相位信息应用到条纹投影系统，仅采用两帧具有不均匀背景强度和调制度的条纹图重建物体的三维形貌，计算更简便，重建的三维形貌具有较高的鲁棒性和精确度。

A 3D measurement method based on random two frame phase-shifting fringe pattern

【技术实现步骤摘要】
一种基于随机两帧相移条纹图的三维测量方法
本专利技术属于基于条纹投影的物体三维测量
，具体涉及一种基于随机两帧相移条纹图的三维测量方法。
技术介绍
在三维物体面形测量领域中，基于条纹投影技术的三维物体测量技术在各个领域已被广泛应用，例如，工业检测，人脸检测，医疗整形等，由于其低成本，高精度，高可靠和非接触性成为三维物体测量技术中最具商业化和最有效的方法之一。该技术是利用投影仪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形变，对这种条纹形变进行分析并提取变形条纹图的相位信息进而获取物体的高度信息。基于条纹投影技术的相位提取技术可以分为多帧和单帧的方法。多帧方法，例如相移轮廓术，该方法至少需要三帧条纹图提取物体的相位，投影仪投影一系列条纹图至待测物体表面，待测物体形貌的变化导致条纹发生形变，由相机捕获变形的条纹图，最后提取变形条纹图的相位信息并根据相位-高度映射关系式获取物体的三维形貌。但是，由于需要多帧条纹图提取物体的相位，难以实现高速三维测量，而且当测量运动的物体时，所捕获的运动物体条纹图之间的相移量不均匀，会导致相位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于随机两帧相移条纹图的三维测量方法，其特征在于，包括：/n向待测物体依次投影第一条纹图和第二条纹图，得到第一变形条纹图和第二变形条纹图；/n分别对所述第一变形条纹图和所述第二变形条纹图进行背景滤除和调制度幅值矫正，得到第一矫正结果和第二矫正结果；/n利用利萨如椭圆拟合方法对所述第一矫正结果和所述第二矫正结果进行处理，得到所述待测物体的相位信息；/n根据所述相位信息，得到所述待测物体的三维形貌信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于随机两帧相移条纹图的三维测量方法，其特征在于，包括：
向待测物体依次投影第一条纹图和第二条纹图，得到第一变形条纹图和第二变形条纹图；
分别对所述第一变形条纹图和所述第二变形条纹图进行背景滤除和调制度幅值矫正，得到第一矫正结果和第二矫正结果；
利用利萨如椭圆拟合方法对所述第一矫正结果和所述第二矫正结果进行处理，得到所述待测物体的相位信息；
根据所述相位信息，得到所述待测物体的三维形貌信息。


2.根据权利要求1所述的基于随机两帧相移条纹图的三维测量方法，其特征在于，所述第一条纹图和所述第二条纹图之间的相移量为任意相移量。


3.根据权利要求1所述的基于随机两帧相移条纹图的三维测量方法，其特征在于，所述第一变形条纹图的强度为，



所述第二变形条纹图的强度为，



其中，(x,y)表示图像的像素点坐标，A1(x,y)表示所述第一变形条纹图的背景强度，B1(x,y)表示所述第一变形条纹图的调制度幅值，A2(x,y)表示所述第二变形条纹图的背景强度，B2(x,y)表示所述第二变形条纹图的调制度幅值，表示待测物体的相位信息，δ表示第一变形条纹图与第二变形条纹图的相移量。


4.根据权利要求3所述的基于随机两帧相移条纹图的三维测量方法，其特征在于，分别对所述第一变形条纹图和所述第二变形条纹图进行背景滤除和调制度幅值矫正，得到第一矫正结果和第二矫正结果，包括：
利用高通滤波器分别将所述第一变形条纹图和所述第二变形条纹图的背景滤除，得到第一滤除背景图和第二滤除背景图，其强度表达式如下，






根据归一化公式分别对所述第一滤除背景图和所述第二滤除背景图进行归一化处理，得到所述第一矫正结果和所述第二矫正结果，其中，
所述归一化公式如下：



其中，unorm表示归一化后的向量，<>表示内积，||||表示求范数；
所述第一矫正结果为，



所述第二矫正结果为，



其中，k＝1,2,…,K表示所述变形条纹图中的像素点。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：邵晓鹏，朱进进，吴雨祥，孙杨帆，李伟，梁文海，何顺福，樊增增，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61