一种基于移相法的数字投影三维轮廓重构方法技术

本发明专利技术属于三维传感与计量领域，本发明专利技术包括：预先编制投影图案生成程序，用计算机控制数字投影仪将投影图案按一定时间间隔依次投射到被测物体表面上；摄像机依次记录下每一幅投影图案被物体表面调制形成的变形图像；采集视频图像、存储、处理这些图像数据；根据物体上各点的相位信息以及投影仪、摄象机、被测物体之间的几何关系重构出物体的三维轮廓。本发明专利技术大大简化了传统测量系统中的投影、相移部分，取得了较好的结果。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于三维传感与计量领域，特别涉及三维物体表面形貌的计算机重构技术。三维物体表面轮廓的计算机重构技术是目前国内外三维传感与计量研究的热点之一，它被广泛地应用于航空航天、机械制造、在线检测与质量控制、医疗诊断、计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM)、机器人的视觉系统等领域。移相法是所有的三维形貌重构方法中最成熟、最可靠的一种方法，它具有计算量较少、可以用较粗光栅达到很高灵敏度和精度以及抗静态噪声等优点，是条件允许的情况下的首选方案。移相法的工作原理描述如下附图说明图1a和图1b所示的是N步移相法。它将投影到物体表面的正弦光栅条纹移动N次，利用离散相移方法获取N幅(N＞3)被调制的图像，根据N-PHASE算法计算出位相分布，最后利用几何关系求得物体表面的高度分布。如图1a所示，正弦光场13以入射角θi入射到参考平面11上，CCD图像传感器12在θv方向上接收被参考平面11调制后的光场，其中z为接收到的光场周期。假设投射正弦光场的周期为x，并且平面移动了Δh，如图1b所示，这时z就会有一个变化量ΔzΔz=Δhcos(θv)(1)这会在调制光场中引起一个相位变化Δφ&本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于移相法的数字投影三维轮廓重构方法，其特征在于包括以下步骤：（１）预先编制投影图案生成程序，用来生成三幅以上有固定相位差的正弦光栅投影图案；（２）运行所述程序，用计算机控制数字投影仪将投影图案按一定时间间隔依次投射到被测物体表 面上；（３）摄像机依次记录下每一幅投影图案被物体表面调制形成的变形图像；（４）计算机通过图像采集卡采集视频图像，并把图像数据存储起来；（５）用Ｎ步移相法算法处理这些图像数据，得到物体上各点的相位信息；（６）根据物体上各点的相 位信息以及投影仪、摄象机、被测物体之间的几何关系重构出物体的三维轮廓。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尤政，于世洁，王伯雄，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]