【技术实现步骤摘要】
一种基于结构光的高反光表面三维重建算法
[0001]本专利技术属于机器视觉及三维重建领域，具体涉及一种基于结构光的高反光表面三维重建算法。
技术介绍
[0002]随着科研探索的进一步深入，物体的二维信息已逐渐无法满足测量需要，三维形貌信息受到越来越多人的关注。在三维形貌测量技术当中，结构光三维重建技术由于其速度快、精度高、非接触等优势，在医疗、军事和工业等方面都获得了广泛的应用。对于不反光表面的形貌测量目前已日趋成熟，但对于高反光表面的重建依然是研究中的重点及难点。
[0003]针对上述问题国内外学者做了许多研究，与本专利技术最相关技术即为姜宏志等人发表的《用于强反射表面形貌测量的投影栅相位法》，期刊为《光学精密工程》第十八卷第九期，页数为2002
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2008页。该文章提出了一种改进的投影栅相位法，利用高动态范围技术中的亮暗条纹投射、多曝光时间采集图像等技术使成像灰度与相机传感器动态范围相一致，基本可以解决高反光表面采集图像过曝的问题。然而在曝光时间序列以及条纹亮度序列的选择上，其只是根据被测表面特...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于结构光的高反光表面三维重建算法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1，投影仪投射白光，相机采集不同曝光时间及条纹亮度下的白光图像，测量次数分别为n次和m次，构建容量为n和m的两个小型数据集；步骤2，筛选出采集过程中完成不过曝到过曝转换的像素点矩阵t_exp及b_exp，对上述像素点统计得到每个像素点临过曝的估计曝光时间t_pre及估计条纹亮度b_pre；步骤3，以曝光时间或条纹亮度为横坐标，以把所述曝光时间或条纹亮度作为t_pre或b_pre的像素点数作为纵坐标，作出两个临过曝像素点数统计直方图；步骤4，根据步骤3所得统计直方图高度变化趋势得出像素点数不过曝比例p
k
及q
l
，再结合直方图中每一直方的具体像素点数，列出方程精确计算出所求的曝光时间x
k
以及条纹亮度y
l
；步骤5，以浮法玻璃圆点标定板为靶标图像，用相机对靶标图像进行采集，并利用张正友标定法进行双目系统标定，采集图像之后分别对左右相机得到的图像进行特征点提取，然后对提取的特征点做特征点亚像素优化处理，接着分别对左右相机做内参标定，得到相机内参数，最后进行双目联合标定得到相机外参数；步骤6，根据步骤4得到的x
k
及y
l
，进行图像采集，分别采集白光图像I及光栅条纹图像P；步骤7，根据采集到的白光图像I制作掩膜图像Mask；步骤8，将步骤6采集的光栅条纹图像P和步骤7制作的掩膜图像Mask图像融合，得到最终图像序列H；步骤9，对最终图像序列H作相位解调、相位展开，得到左右绝对相位图；步骤10，将左右绝对相位图立体匹配，得到被测物体三维坐标，最终生成点云。2.根据权利要求1所述的一种基于结构光的高反光表面三维重建算法，其特征在于，所述步骤2计算估计曝光时间t_pre及估计条纹亮度b_pre公式如下：曝光时间最大值t_max，最小值t_min，条纹亮度最大值b_max，最小值b_min，t_exp及b_exp为步骤2筛选出的像素点矩阵，i
t
、j
...
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