基于偏振条纹投影的三维测量方法、系统、设备和介质技术方案

本公开涉及三维测量领域，具体涉及一种基于偏振条纹投影的三维测量方法、系统、设备和介质，提出偏振编码结合相移技术，在面对闪亮表面的高动态范围3D形状测量时能有更高的效率和稳定性；在强光条件下稳定地重建三维几何物体；该方法用偏振编码图取代了传统的灰度编码图，能够明显抑制二值化后的白色条纹边缘对黑色条纹的扩散现象，以帮助相移图案进行相位展开，虽然测量对象拥有HDR表面，但能准确地获得相应的相位周期，有效地抑制了高光引起的相位边缘跳变误差，提高了相位展开的鲁棒性。提高了相位展开的鲁棒性。提高了相位展开的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
基于偏振条纹投影的三维测量方法、系统、设备和介质


[0001]本公开涉及三维测量领域，具体涉及基于偏振条纹投影的三维测量方法、系统、设备和介质。

技术介绍

[0002]在经典的格雷码加相移法中，由相移图计算所得的包裹相位在展开时，需要格雷码图来编码级次周期，使得展开的相位具有唯一性和连续性。这里要求获得的格雷码图像能够准确编码级次，而条纹边缘黑白转化不能利落地完成，也就是边缘模糊，且在面对高反射率物体时，这个问题会被放大，白色条纹边缘对黑色条纹的扩散现象更加严重，这样就会导致相位级次编码错误，进而不能够正确地进行相位展开。现有技术（Zhu Z , You D , Zhou F , et al. Rapid 3D reconstruction method based onPolarization
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enhanced fringe pattern of HDR object[J]. Optics Express, 2020,29(2)）尝试采用偏振增强条纹图案策略来实现相位展开，但是该种方法需要投多幅偏振图，而且效率也有待提高。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于偏振条纹投影的三维测量方法，其特征在于，包括如下步骤：获取偏振编码图；根据偏振编码图进行N步相移得到N幅正弦条纹图，所述N为大于等于3的自然数；将所述偏振编码图转换为灰度图像；将所述灰度图像进行二值化处理；所述二值化处理包括如下步骤：选取N幅正弦条纹图每个像素的均值作为二值化阈值得到阈值图像；将灰度图像与所述阈值图像的每个对应像素进行对比得到编码图像；引入第N+1幅偏振编码图，得到与周期级次N1(x,y)相隔半个相位周期的周期级次N2(x,y)；根据获得的周期级次N1(x,y)和周期级次N2(x,y)协助包裹相位进行相位展开得到连续相位。2.如权利要求1所述的基于偏振条纹投影的三维测量方法，其特征在于，根据偏振编码图进行N步相移得到N幅正弦条纹图之后还包括如下步骤：利用所述N幅正弦条纹图计算每个位置的相位差；根据所述相位差与深度的映射关系获取物体的深度信息。3.如权利要求1或2所述的基于偏振条纹投影的三维测量方法，其特征在于，所述N为4时，则4幅正弦条纹图I
n
(x,y)表达式为：，n=1,2,3,4；其中，A(x,y)是背景强度，B(x,y)是强度调制参量，φ(x,y)是需要计算的相位值；n是正弦条纹图的幅数，n步相移即有n幅正弦条纹图；所述偏振编码图I(x,y)表达式为：，其中，R(x,y)是物体表面反射率；通过4步相移得到包裹相位：。4.如权利要求3所述的基于偏振条纹投影的三维测量方法，其特征在于，所述阈值图像T
h
(x,y)的表达式为：，其中，n是正弦条纹图的幅数，n步相移即有n幅正弦条纹图。5.如权利要求4所述的基于偏振条纹投影的三维测量方法，其特征在于，将灰度图像与所述阈值图像的每个对应像素进行对比得到编码图像，包括如下步骤：将灰度图像与所述阈值图像的每个对应像素进行对比，小于等于阈值赋值为0，大于阈值的赋值为1，得到的编码图像表达式为：，
其中，为灰度图像，PC
i
(x,y)是灰度图像二值化后的结果；；其中，DOLP(x,y)是图像的线性偏振度；所述DOLP(x,y)表达式为：，其中，I
max
为水平偏振光强度，I
min
为垂直偏振光强度。6.如权利要求5所述的基于偏振条纹投影的三维测量方法，其特征在于，引入第N+1幅偏振编码图，得到与周期级次N1(x,y)相隔半个相位周期的周期级次N2(x,y)的具体步骤为...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝振敏，李敏超，张琦，黄健，曾龙辉，彭小俊，徐亮，
申请(专利权)人：江西省水投建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：