一种基于相位偏折表面检测系统的非线性误差补偿方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于相位偏折表面检测系统的非线性误差补偿方法，包括：S2采集屏幕显示不同灰度三通道白光图像时相机的成像数据，从相机的成像数据获取屏幕显示灰度与相机成像灰度的关系曲线，根据曲线类型获取屏幕Gamma参数，判断曲线是否满足Gamma曲线，以获取精确Gamma参数或近似Gamma参数；S3将步骤S2中获得的屏幕Gamma参数应用到相位偏折系统的结构光成像补偿过程。本发明专利技术有效减小从条纹生成到拍摄待检测物体表面图像过程中屏幕和相机的非线性引入的误差，补偿后的结构光光强曲线更接近理想正弦曲线，有助于提升相位偏折检测系统的准确性，可有效抑制检测输出灰度图中的网格形状的噪声。的网格形状的噪声。的网格形状的噪声。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相位偏折表面检测系统的非线性误差补偿方法


[0001]本专利技术属于机器视觉
，尤其是涉及一种基于相位偏折表面检测系统的非线性误差补偿方法。

技术介绍

[0002]相位偏折表面检测是利用屏幕投射几帧相互之间有一定相位差的条纹图来计算相位，基于相位信息进行缺陷检测。条纹经屏幕显示并投射到待测物表面，由相机采集到待测物表面的条纹信息，屏幕投射出的光强与屏幕中灰度值呈非线性关系，待测物反射后的光强受到表面反射率和环境光影响，最终相机对反射光强的响应也存在非线性；因此从条纹生成到拍摄表面图像时会引入屏幕和相机带来的误差，这些误差会对最终检测产生影响；一般消除系统非线性误差的方法为增大条纹相移步数和改善条纹质量两种；增大条纹相移步数会影响工业应用时的实时性，故一般采用改善条纹质量的方式。
[0003]相位偏折表面检测系统整个成像过程由图12所示，已编码的结构光为：
[0004][0005]其中A(x,y)为背景光光强，B(x,y)/A(x,y)为条纹对比度，X(x,y)为像素坐标，T为结构光周期，δ/>n
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于相位偏折表面检测系统的非线性误差补偿方法，其特征在于，包括：采集屏幕显示不同灰度三通道白光图像时相机的成像数据，根据相机的成像数据获取屏幕显示灰度与相机成像灰度的关系曲线，根据曲线类型获取屏幕Gamma参数，判断曲线是否满足Gamma曲线，以获取精确Gamma参数或近似Gamma参数；将上述获得的屏幕Gamma参数应用到相位偏折系统的结构光成像补偿过程。2.根据权利要求1所述的基于相位偏折表面检测系统的非线性误差补偿方法，其特征在于：所述获取精确Gamma参数或近似Gamma参数步骤中，当曲线满足Gamma曲线时，通过不同参数的Gamma曲线与采集到曲线的误差求和大小，得到误差最小的精确Gamma参数；当曲线不满足Gamma曲线时，先对曲线进行多项式拟合，再将多项式求根得到的数据拟合幂函数得到近似Gamma参数。3.根据权利要求1或2所述的基于相位偏折表面检测系统的非线性误差补偿方法，其特征在于：所述获取精确Gamma参数或近似Gamma参数步骤中包括，S21放置镜面到检测区域，使相机聚焦到镜面表面，设置屏幕显示出一系列全图等灰度值的白光图像，灰度值范围为0
‑
255，且相邻帧灰度值差为grayDiff，控制相机采集经镜面反射的白光图像；S22对拍摄到的count
image
张图像计算位于图像中心且尺寸为winSize
×
winSize的区域的像素平均灰度值，得到count
image
个离散的灰度均值数据，得到屏幕显示灰度值与相机实际采集到图像的灰度值之间的关系曲线；S23根据屏幕显示灰度值gray
screen
与相机实际采集到图像的灰度值grayMean
camera
之间的关系曲线的类型获取屏幕Gamma参数。4.根据权利要求3所述的基于相位偏折表面检测系统的非线性误差补偿方法，其特征在于：所述步骤S23中，当曲线满足Gamma曲线时，基于误差值搜索精确Gamma参数，第一步，先将原始曲线进行归一化，原始屏幕显示灰度值为gray
screen
，原始相机对屏幕成像的中心区域均值为grayMean
camera
，归一化后的normGray
screen
与normGrayMean
camera
之间关系近似符合幂函数，即normGrayMean
camera
(i)＝normGray
screen
(i)
gamma
；第二步，基于归一化后的数据进行Gamma参数搜索。5.根据权利要求4所述的基于相位偏折表面检测系统的非线性误差补偿方法，其特征在于：所述第二步包括，粗搜索，遍历以a
start
为起点，a
end
为终点，步长为a
step

【专利技术属性】
技术研发人员：王熙，黄蒸，
申请(专利权)人：上海盛晃光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：