正弦光栅与散斑混合图案投影的双目视觉三维点云重建测量方法技术

本发明专利技术属于双目视觉三维测量，精密测量领域，具体涉及一种正弦光栅与散斑混合图案投影的双目视觉三维测量方法，具有这样的特征，包括基于双目单投影硬件系统的实施、数字散斑设计、正弦光栅条纹设计、散斑与条纹图像的融合、图案的投影以及图像信息提取、散斑加相移匹配算法流程五个部分。旨在提供一种分别从投影方式以及匹配算法两个角度提高重建速度的快速投影相移光栅法。本发明专利技术避免了传统投影相移光栅法的解包裹过程，以及采用多频外差法时需要投射多组多步相移条纹的繁琐步骤，且相对于散斑匹配，该方法的重建精度有所提高，通过向被测物投射正弦光栅与散斑混合的图案，结合相应匹配算法，提高了三维测量的速度与精度。

【技术实现步骤摘要】
正弦光栅与散斑混合图案投影的双目视觉三维点云重建测量方法
本专利技术涉及双目视觉三维测量，精密测量领域，特别是涉及一种正弦光栅与散斑混合图案投影的双目视觉三维点云重建测量方法。
技术介绍
投影结构光技术广泛应用于双目视觉主动测量中，光学三维测量具有非接触性、无损伤、快速测量、高精度、自动化程度高等一系列优点，已经成为近年来在三维数据获取方面发展最为迅速、应用最为广泛、最具发展潜力的方法之一，是现科学研究及工程应用的关键技术。基于投影数字散斑的单投影双相机测量结构中，散斑图像受投影系统的稳定性以及相机的分辨率等因素，以及散斑自身质量的影响，导致随机数字散斑测量的精度相较于投影光栅相位法有所欠缺。基于投影相移光栅的单投影双相机测量结构中，投影光栅三维测量法具有较高的测量精度，但该方法由于繁琐解包裹相位过程带来的困难和误差扩散，降低了测量速度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种新的正弦光栅与散斑混合图案投影的双目视觉三维点云重建测量方法，该方法基于单投影双相机图像采集系统来实现。相较于现有散斑法、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正弦光栅与散斑混合图案投影的双目视觉三维点云重建测量方法，其特征在于，基于单投影双相机图像采集系统来采集被测物图像信息；/n所述单投影双相机图像采集系统包括左灰度CMOS相机(1)、DMD(2)、右灰度CMOS相机(3)、被测物(4)；/n由DMD(2)向被测物(4)投射图案，以增加被测物表面特征点信息，由左右灰度COMS同型号相机(1)、(3)同步采集被测物图像；/n所述方法包括：/n步骤1：基于randi函数的数字散斑设计；/n步骤2：三步相移正弦光栅条纹设计；/n步骤3：按比例融合散斑与正弦光栅条纹图像；/n步骤4：混合图像的投射与图像信息获取；/n步骤5：散斑加相移匹配算法流程...

【技术特征摘要】
1.一种正弦光栅与散斑混合图案投影的双目视觉三维点云重建测量方法，其特征在于，基于单投影双相机图像采集系统来采集被测物图像信息；
所述单投影双相机图像采集系统包括左灰度CMOS相机(1)、DMD(2)、右灰度CMOS相机(3)、被测物(4)；
由DMD(2)向被测物(4)投射图案，以增加被测物表面特征点信息，由左右灰度COMS同型号相机(1)、(3)同步采集被测物图像；
所述方法包括：
步骤1：基于randi函数的数字散斑设计；
步骤2：三步相移正弦光栅条纹设计；
步骤3：按比例融合散斑与正弦光栅条纹图像；
步骤4：混合图像的投射与图像信息获取；
步骤5：散斑加相移匹配算法流程。


2.根据权利要求1所述的步骤1，其特征在于，在投影结构光视觉系统中，首先需要设计数字散斑图像，使用MATLAB的randi函数生成均匀分布的伪随机数，从而设计散斑基元的大小、强度以及数量，得到长1140像素，宽912像素，散斑数量10000，基元尺寸5像素，最大光强为255灰度的随机散斑图案，散斑强度以灰度值的方式在图像中呈现，将该图案投射于被测物体上可增加被测表面特征点信息，辅助双目视觉重建。


3.根据权利要求1所述的步骤2，其特征在于，在投影结构光系统中，需要对正弦光栅条纹进行设计，采用三步相移法，分别生成初始相位为的三幅长1140像素，宽912像素，周期20的正弦光栅条纹，记为L1、L2、L3，相位以灰度值的方式在图像中呈现，正弦光栅条纹投射于被测物表面，被测物表面高度信息对光栅条纹进行相位调制，调制相位辅助双目视觉三维重建。


4.根据权利要求1所述的步骤3，其特征在于，需将步骤1与步骤2生成的图像融合，将散斑图案与三幅正弦光栅条纹分别按...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐恋隐，张福民，曲兴华，张园钧，梁晓博，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12