【技术实现步骤摘要】
一种基于查找表和区域分割的彩色物体三维测量方法
本专利技术涉及结构光三维测量
，尤其涉及一种基于查找表和区域分割的彩色物体三维测量方法。
技术介绍
彩色物体三维测量技术不仅要求测量过程中精确还原物体的三维形貌信息，同时需要无偏差的还原物体的颜色信息，利用彩色摄像机对物体表面的纹理信息进行采集是高效获取物体表面颜色信息的一种方式。在实际应用中，由于彩色摄像机需要进行白平衡处理，其采集的信息受非线性影响较为严重，在利用条纹结构光对物体进行三维测量时，非线性将引入较大的误差，影响测量精度，同时，由于彩色物体自身反射率并不均匀，在相同曝光条件下，反射率高的区域反射条纹的动态范围满足测量需求时，反射率低的区域反射条纹的动态范围则无法达到所需精度需求。现有方法多采用通过多次曝光的测量方式，利用对多次曝光采集图像不同区域进行高动态光照渲染，合成出一张各区域均合理曝光，动态范围满足测量条件的图案，该方法在反射率不均匀物体的测量中，测量精度得到了极大的提升，但由于多次曝光采集，使得测量效率降低，测量的时效性得不到满足。<...
【技术保护点】
1.一种基于查找表和区域分割的彩色物体三维测量方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1标定投影仪-摄像机系统，利用现有方法对投影仪-摄像机系统进行标定；/nS2建立最优条纹对比度查找表，在利用步骤S1对物体进行测量之前，通过设定采样范围建立起不同反射率的颜色的最优条纹对比度和实际条纹对比度下的条纹灰度值查找表；/nS3获取最优绝对相位，投影仪先将计算机编码的用于获取物体包裹相位信息的N帧正弦条纹和编码条纹级次的图案投影至物体表面，采集得到N帧变形条纹I
【技术特征摘要】
1.一种基于查找表和区域分割的彩色物体三维测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1标定投影仪-摄像机系统，利用现有方法对投影仪-摄像机系统进行标定；
S2建立最优条纹对比度查找表，在利用步骤S1对物体进行测量之前，通过设定采样范围建立起不同反射率的颜色的最优条纹对比度和实际条纹对比度下的条纹灰度值查找表；
S3获取最优绝对相位，投影仪先将计算机编码的用于获取物体包裹相位信息的N帧正弦条纹和编码条纹级次的图案投影至物体表面，采集得到N帧变形条纹In(x,y)；
S4校正相位畸变，根据步骤S1中标定获得的摄像机畸变参数，对求得的绝对相位信息进行去畸变处理，求得去畸形连续相位信息；
S5重建物体彩色三维面形，通过步骤S4中求取的去畸变连续相位信息，建立投影仪与摄像机像素对应关系，再根据步骤S1中标定获得的参数，极限定理及射线相交定理重建出物体的三维面形，通过坐标索引，即可将颜色信息赋值给点云，则最终重建点云结果为点云在世界坐标系下的三维坐标信息与颜色信息。
2.根据权利要求1所述的基于查找表和区域分割的彩色物体三维测量方法，其特征在于，所述步骤S1中标定后分别获取投影仪的内参矩阵KP、畸变矩阵OP、摄像机的内参矩阵KC、畸变向量OC和投影仪-摄像机之间的外参矩阵R、T，并通过上述标定得到的信息计算出投影仪-摄像机之间的本征矩阵S。
3.根据权利要求2所述的基于查找表和区域分割的彩色物体三维测量方法，其特征在于，所述畸变向量OC可分解为径向畸变参数k1，k2，k3，k4，k5，k6、切向畸变参数p1，p2和薄棱镜畸变参数s1，s2表示。
4.根据权利要求1所述的基于查找表和区域分割的彩色物体三维测量方法，其特征在于，所述步骤S2中投影的N帧正弦条纹为：
其中，(u,v)为投影仪像平面像素索引，T为条纹周期，Ap(u,v)和Bp(u,v)为常量，n为N帧正弦条纹的图像索引，2πn/N为相移量。
5.根据权利要求1所述的基于查找表和区域分割的彩色物体三维测量方法，其特征在于，所述步骤S2中采集的变形正弦条纹图像与曝光时间的关系为：
其中，(x,y)为摄像机像平面的像素索引，E(x,y)为物体表面反射率，Ino(x,y)为投影仪投影图案低到物体表面的光强信息，Ib(x,y)为环境光在物体表面的光强信息，t为摄像机积分时间。
6.根据权利要求5所述的基于查找表和区域分割的彩色物体三维测量方法，其特征在于，由于物体表面颜色和反射率存在对应关系，遍历积分时间t，找到在最优条纹对比度下的topt，同时记录该对比度下变形条纹单点的灰度值与该点颜色信息的关系为：
同...
【专利技术属性】
技术研发人员：李洪儒，袁寒，崔磊，包忠毅，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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