一种基于彩色条纹投影的运动物体三维测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于彩色条纹投影的运动物体三维测量方法，包括：步骤S1：搭建条纹投影三维测量系统；步骤S2：投影仪将彩色条纹投射到运动物体表面，经过运动物体表面的调制作用，产生变形的彩色条纹；步骤S3：摄像机同步采集所有变形的彩色条纹，提取出红色通道中的正弦条纹和蓝色通道中的余弦条纹；步骤S4：利用三步相移算法，分别计算出正弦条纹的截断相位和余弦条纹的截断相位；步骤S5：分别对正弦条纹截断相位和余弦条纹截断相位进行相位展开，得到正弦条纹绝对相位和余弦条纹绝对相位；步骤S6：计算正弦条纹绝对相位和余弦条纹绝对相位的平均相位，消除物体运动引起相位误差；步骤S7：将平均相位转换为高度信息，重建出运动物体三维形貌。

【技术实现步骤摘要】
一种基于彩色条纹投影的运动物体三维测量方法
本专利技术属于三维测量
，具体地说，本专利技术涉及一种基于彩色条纹投影的运动物体三维测量方法。
技术介绍
条纹投影三维测量技术具有非接触、精度高、速度快、结构简单等优点，广泛应用于工业检测、生物医学、农业工程、产品逆向开发等领域。传统的条纹投影系统主要包括投影仪和摄像机两部分，投影仪负责投射条纹至物体表面，摄像机负责采集物体调制后的条纹。通过提取调制条纹的相位分布，便可重建出物体的三维形貌。目前，相移法和傅里叶法是两种常用的相位提取方法，相对于傅里叶法，相移法的鲁棒性更高，更适合测量复杂形貌的物体。一般情况下，相移法需要投射至少三幅条纹，物体运动会改变条纹间的相移量，导致相位计算错误，进而引起三维测量误差。针对物体运动引起的三维测量误差，国内外学者提出了一些三维测量误差补偿方法，均取得了不错的效果。例如：通过特征点匹配来估计物体运动信息，补偿运动引起的测量误差，但此类方法要求物体具有明显特征,且为刚性物体(OpticsExpress,2013,21(25):30610-22；Op本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于彩色条纹投影的运动物体三维测量方法，其特征在于：具体包括以下步骤：/n步骤S1：搭建条纹投影三维测量系统，包括投影仪和摄像机，所述投影仪和摄像机同步触发开启工作；/n步骤S2：投影仪依次将三幅彩色条纹投射至运动物体表面，所述彩色条纹经过运动物体表面形貌的调制，产生变形的彩色条纹；/n步骤S3：摄像机同步采集所有变形的彩色条纹，直接分离所有变形的彩色条纹的不同颜色通道，提取出红色通道中的正弦条纹和蓝色通道中的余弦条纹；/n步骤S4：利用三步相移算法，分别计算出所述正弦条纹的截断相位和余弦条纹的截断相位；/n步骤S5：分别对所述正弦条纹的截断相位和余弦条纹的截断相位进行相位展开，得到正...

【技术特征摘要】
1.一种基于彩色条纹投影的运动物体三维测量方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤S1：搭建条纹投影三维测量系统，包括投影仪和摄像机，所述投影仪和摄像机同步触发开启工作；
步骤S2：投影仪依次将三幅彩色条纹投射至运动物体表面，所述彩色条纹经过运动物体表面形貌的调制，产生变形的彩色条纹；
步骤S3：摄像机同步采集所有变形的彩色条纹，直接分离所有变形的彩色条纹的不同颜色通道，提取出红色通道中的正弦条纹和蓝色通道中的余弦条纹；
步骤S4：利用三步相移算法，分别计算出所述正弦条纹的截断相位和余弦条纹的截断相位；
步骤S5：分别对所述正弦条纹的截断相位和余弦条纹的截断相位进行相位展开，得到正弦条纹的绝对相位和余弦条纹的绝对相位；
步骤S6：计算所述正弦条纹的绝对相位和余弦条纹的绝对相位的平均相位，消除物体运动引起的相位误差；
步骤S7：通过系统标定过程得到平均相位-高度转换关系，将所述的平均相位转换为高度信息，重建出运动物体的三维形貌。


2.根据权利要求1所述的一种基于彩色条纹投影的运动物体三维测量方法，其特征在于：所述步骤S2中，投影仪投射的所有的彩色条纹，其红色通道用于编码正弦条纹，其蓝色通道用于编码余弦条纹，其绿色通道置零，不编码任何信息。


3.根据权利要求2所述的一种基于彩色条纹投影的运动物体三维测量方法，其特征在于：所述正弦条纹和余弦条纹具有相同的相位Φo(x,y)。


4.根据权利要求1所述的一种基于彩色条纹投影的运动物体三维测量方法，其特征在于：所述步骤S3中，摄像机采集的所有变形的彩色条纹，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉伟，刘路，唐七星，奚冬冬，陈向成，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34