基于单像素成像双目偏折术的物体形貌测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于单像素成像双目偏折术的物体形貌测量方法，包括：步骤S1：基于傅里叶单像素成像原理以及傅里叶中心切片产生多幅水平和垂直的傅里叶基频条纹图像；步骤S2：通过显示屏显示生成的多幅水平和垂直傅里叶基频条纹图案，并通过相机采集经过待测物体表面反射而发生扭曲的傅里叶基频条纹图案；步骤S3：基于单像素成像原理，对相机采集到的图像进行解算；步骤S4：组合为显示屏对应点坐标；步骤S5：基于双目偏折术，通过求得的显示屏坐标，在双目偏折术框架下，迭代重建待测物体上表面三维点云及表面法线，通过波前重构算法得到待测物体表面三维形貌。本发明专利技术具有原理简单、操作简便、抗干扰能力强、适用范围广等优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
基于单像素成像双目偏折术的物体形貌测量方法


[0001]本专利技术主要涉及到物体形貌的测量
，特指一种基于单像素成像双目偏折术的物体形貌测量方法。

技术介绍

[0002]在工业生产领域中，对晶片、玻璃、透镜等镜面反射或有一定厚度的光滑透明物体(厚透面)形貌测量的需求日益增长。
[0003]传统技术中，有从业者采用条纹反射法，该方法采集物体表面反射光，并基于相机
‑
显示屏几何关系重建待测物表面形貌，其具有精度高、灵活性强等优点，常被用于镜面物体形貌测量。但是，由于厚透面存在下表面反射光，与上表面反射光叠加形成“鬼像”，为后续重建工作带来了不小的挑战，直接影响到后续的精度。
[0004]不同于石膏、木材等漫反射材质，镜面及厚透面等光滑物体表面主要以镜面反射为主，即反射光线带有明显的方向性。倘若以投影仪作为调制光源，入射光线同样会携带方向信息，导致仅有部分光线经过物体反射后能够被相机采集，难以进行后续物体重建。而LCD显示屏这类漫反射属性光源光线发出的光线不具有方向属性，可以使相机尽可能完整采集调制图像来顺利进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单像素成像双目偏折术的物体形貌测量方法，其特征在于，包括：步骤S1：基于傅里叶单像素成像原理以及傅里叶中心切片产生多幅水平和垂直的傅里叶基频条纹图像；步骤S2：通过显示屏显示生成的多幅水平和垂直傅里叶基频条纹图案，并通过相机采集经过待测物体表面反射而发生扭曲的傅里叶基频条纹图案；步骤S3：基于单像素成像原理，对相机采集到的图像进行解算，分别获取两个相机成像平面上像素点对应的LTC水平投影和垂直投影曲线；步骤S4：使用高斯函数分别拟合出LTC水平投影和垂直投影曲线峰值点坐标，组合为显示屏对应点坐标；步骤S5：基于双目偏折术，通过求得的显示屏坐标，在双目偏折术框架下，迭代重建待测物体上表面三维点云及表面法线，通过波前重构算法得到待测物体表面三维形貌。2.根据权利要求1所述的基于单像素成像双目偏折术的物体形貌测量方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述傅里叶基频条纹图像的具体生成公式如下：其中，表示水平傅里叶基频条纹图像，表示垂直傅里叶基频条纹图像，A是平均光强，B是调制光强，f
x
＝x/N
s
表示水平方向频率,其中x是显示屏水平方向像素坐标，N
s
是显示屏水平方向分辨率，f
y
＝y/M
s
表示垂直方向频率,其中y是显示屏垂直方向像素坐标，M
s
是显示屏垂直方向分辨率。3.根据权利要求1所述的基于单像素成像双目偏折术的物体形貌测量方法，其特征在于，将相机成像平面每个像素单元视为独立个体，提取每个像素单元时间序列中采集到的光强值。4.根据权利要求3所述的基于单像素成像双目偏折术的物体形貌测量方法，其特征在于，所述相机采集到的光强信号定义为：I
i
(u,v)＝I0+∫∫
Ω
P(x,y,u,v)
·
S
i
(x,y)dxdy其中，(u,v)表示相机成像平面某点坐标；(x,y)表示显示屏某点坐标；I0表示为环境光；Ω表示被测物体反射的图案区域；P(x,y,u,v)表示显示屏对相机成像平面某点的光传输系数LTC水平或垂直投影；S
i
(x,y)表示水平或垂直傅里叶基频条纹图案。5.根据权利要求4所述的基于单像素成像双目偏折术的物体形貌测量方法，其特征在于，所述相机某一像素坐标(u,v)对某频率系数f
x
生成的四幅水平...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖昌炎，黄威，夏立元，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：