一种基于自适应条纹的高反光工件三维点云获取方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自适应条纹的高反光工件三维点云获取方法，其包括如下步骤：1，确定饱和区域，投影少量灰度序列图像，标记饱和区域并以像素级建立对应饱和像素的表面系数查找表；步骤2，生成低强度正弦条纹，根据灰度序列图像，标记灰度序列中灰度值变化最大的点，插值拟合生成低强度正交条纹图案并投影；步骤3，生成自适应条纹，根据低强度正交条纹建立相机与投影仪之间的像`素坐标对应关系，建立相机和投影仪的坐标映射，查找表面系数表获得饱和像素的最佳投影强度，生成自适应条纹并投影；步骤4，三维重建。其能够有效确定高反光部件点云缺失区域，有效解决高反光区域三维重建困难的问题。建困难的问题。建困难的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自适应条纹的高反光工件三维点云获取方法


[0001]本专利技术涉及高反光工件的单次三维点云获取，具体涉及基于自适应条纹的高反光工件三维点云获取方法。

技术介绍

[0002]现有的三维形貌测量方法主要有两大类：一是以三坐标测量机为典型代表的接触式测量，该测量方式精度高，但非常耗时，测量大型零件要几个小时甚至一天。二是以条纹投影技术为代表的非接触式测量，其精度较高，测量速度快，适合在线测量。然而，条纹投影技术测量表面反射率变化很大的物体鲁棒性较差，例如，同时测量表面较暗和较亮的物体或者具有高反射率表面的复杂曲面，在保证较暗区域调制度信噪比较高的情况下，高反射率表面容易造成相机响应值超出传感器的范围，造成图像饱和，导致部分点云数据缺失，高反光区域的三维重建将会直接影响到最终测量精度。高反光表面元件的三维形貌测量是光学三维测量领域的难题之一。因此，本文基于自适应条纹算法针对高反光工件的三维重建进行研究分析。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于自适应条纹的高反光工件三维点云获取方法，其能够有效确定高反光部件点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应条纹的高反光工件三维点云获取方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，确定被测元件饱和区域，包括：步骤1.1，投影并采集的均匀灰度值为255的图像M
255
(x,y)；步骤1.2，将投影并采集的均匀灰度值为255的图像M
255
(x,y)二值化，记饱和区域掩膜矩阵记为Q
C
(x,y)；步骤1.3，针对饱和区域的像素，针对单个像素建立表面系数查找表；步骤2生成低强度正交条纹，包括：步骤2.1，标记相机采集的灰度图像序列I
ck
中灰度值变化最大的点，记作(x
g
,y
g
)；步骤2.2，根据灰度序列插值预测拟合点(x
g
,y
g
)的最佳投影强度步骤2.3，生成低强度正交映射条纹；步骤3生成自适应条纹，包括：步骤3.1，根据低强度正交映射条纹建立相机和投影仪坐标映射；步骤3.2，查找表面系数表求解饱和区域像素最佳投影强度；步骤3.3，生成自适应条纹；步骤4，三维重建，根据采集的自适应条纹，结合相机
‑
投影仪联合标定结果，进行三维重建。2.根据权利要求1所述的基于自适应条纹的高反光工件三维点云获取方法，其特征在于，步骤1.2具体为：将投影并采集的均匀灰度值为255的图像M
255
(x,y)二值化，确定当前系统位姿下高反光工件的饱和区域，灰度值M
255
(x,y)大于250标记为1，其余为0，记掩膜矩阵为Q
C
(x,y)，其计算式为：3.根据权利要求1或2所述的基于自适应条纹的高反光工件三维点云获取方法，其特征在于，步骤1.3具体为：根据步骤1.2标记的饱和区域，基于计算式计算得到饱和区域每个像素点的ktr(x
c
,y
c
)，式中，I
c
(x
c
,y
c
)为相机采集图像上某一像素点(x
c
,y
c
)的灰度值，I
p
(x
p
,y
p
)为投影均匀灰度图像上与像素点(x
c
,y
c
)对应的像素点(x
p
,y
p
)的灰度值；定义表面系数α(x
c
,y
c
)，令ktr(x
c
,y
c
)＝α(x
c
,y
c
)，并建立对应的表面系数查找表。4.根据权利要求1或2所述的基于自适应条纹的高反光工件三维点云获取方法，其特征在于，步骤2.1具体为：首先根据饱和区域掩膜矩阵Q
C
(x,y)找到对应饱和的像素区域，按灰度值递减的顺序依次遍历采集的灰度序列I
ck
中饱和像素区域，k为采集图像序列编号，若某幅灰度图像I
ck
中掩膜矩阵Q
k
(x,y)区域仍有饱和，而I
c(k
‑
1)
中饱和区域掩膜矩阵Q
k
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明德，陈晨，谢乐，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：