一种高动态表面的高精度三维测量方法技术

一种高动态表面的高精度三维测量方法，先采用1个投影仪与2个相机组成的三维视觉测量系统，依据多频外差的测量原理，向被测物体投射一组不同频率下编码的正弦图案条纹，生成多频外差投影图像，再修改相机的曝光时间获取被测物体的多曝光序列图片，然后通过给定的过曝光和曝光不足的灰度强度阈值，生成掩膜图片序列；将多曝光图片序列与掩膜图片序列相乘进行融合，从而获得一组高动态范围图片，最终利用生成的高动态范围图片，通过三维重建算法来获取高动态表面的三维信息；本发明专利技术综合考虑了多频外差法与多重曝光法，可以最大限度的保留三维视觉测量系统的原始测量精度，可以有效的实现高动态表面的高精度测量。现高动态表面的高精度测量。现高动态表面的高精度测量。

【技术实现步骤摘要】
一种高动态表面的高精度三维测量方法


[0001]本专利技术属于机器视觉三维测量
，特别涉及一种高动态表面的高精度三维测量方法。

技术介绍

[0002]随着三维视觉技术的不断发展，光学三维测量方法已经广泛应用于工业检测、逆向工程、文物保护，医疗美容等多个领域。三维形貌在实际测量过程中，会受到物体表面光学反射率的影响。当物体表面的反射率变化范围较大时，这些物体的反射光场存在局部过曝光或者曝光不足的区域，导致传统的结构光三维测量技术无法准确地重建出这些区域的三维形貌。针对这一问题，有学者提出了高动态范围测量技术(High Dynamic Range,HDR)技术，常见的基于多重曝光的方法，通过调整光圈大小或通过调整曝光时间来改变相机感光元件的光照面积或光照时间，从而保证相机拍摄的曝光序列图片具有完整的表面三维信息，通过融合曝光序列图片来获得含有被测物体表面完整信息的高动态图片。
[0003]但多重曝光的方法在融合图片序列时由于修改了原始图片的灰度强度，在采用相移法进行相位解调时，每个点的相位信息由多步相移投影中的对应像素点的灰度信息共同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高动态表面的高精度三维测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，采用1个投影仪与2个相机组成的三维视觉测量系统，生成多频外差投影图像：依据多频外差的测量原理，设置相移图像的投射周期T
f
的值，T
f
<投影仪分辨率，其中f∈[2,F]，F表示采用的投影周期，根据式(1)生成用于投影的时域正弦信号，通过投影仪向待测物体投射相移光场序列体投射相移光场序列式中，I
p
表示投影的灰度强度，(x
p
,y
p
)为投影仪平面的像素坐标，a和b分别表示图像的平均强度和调制强度，为相位信息，δ表示相移量：δ
n
＝2π(n
‑
1)/N，N为相移步数，n∈[1,N]；步骤2，利用步骤1获取被测物体的多曝光序列：投影仪向物体表面投射步骤1生成的正弦条纹；通过改变相机的曝光时间，调整相机感光元件的感光时间；依据不同曝光时间下被测物体表面的过曝光区域和曝光不足区域的大小，按照递增或者递减的方式调整相机曝光时间进行拍照，从而获得一系列被测物体的灰度强度为的图片，c表示相机，K表示曝光次数，k∈[1,K]；步骤3，确定像素灰度的选取范围：依据步骤2相机拍摄到的图片序列，确定需要修改的像素的灰度强度；相机拍摄到的高动态表面的图片同时存在过曝光和曝光不足两种区域，设置最小灰度强度阈值thr
min
，最大灰度强度阈值thr
max
，来确定像素灰度强度的选取范围；步骤4，利用步骤2和步骤3生成每幅图片的掩膜：将拍摄的K
×
N
×
F张...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜歌东，王雅各，黄旺旺，凡正杰，梅雪松，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：