用于运动目标三维测量的高速相移轮廓术制造技术

本发明专利技术公开了用于运动目标三维测量的高速相移轮廓术，首先将两幅周期分别为

【技术实现步骤摘要】
用于运动目标三维测量的高速相移轮廓术


[0001]本专利技术属于三维测量
，具体涉及用于运动目标三维测量的高速相移轮廓术
。

技术介绍

[0002]随着三维重建技术研究的不断成熟，其已广泛应用于机器视觉
、
逆向机械设计
、
工业检测等方面
。
在众多三维重建技术中，条纹投影轮廓术因其具有高精度，成本低，非接触等特点成为研究热点
。
该方法需要通过数字投影仪投射多张条纹图像到待测目标的表面，由工业相机捕捉后传入计算机后，通过相位提取算法得到包含待测目标高度信息的展开相位
。
一般相位提取算法分为两部分，首先需要通过相移法计算出截断相位，然后再对截断相位进行展开得到展开相位
。
然而，无论最常用的
N
步相移法，还是多频外差相位展开法和互补格雷码相位展开法，其原理上都需要投射大量的图像，这样极大的影响了条纹投影轮廓术的效率，不能用于运动目标表面形貌三维测量
。
而传统的彩色条纹图像，
GB
图层的图像容易受到
R
图层图像的干扰
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供用于运动目标三维测量的高速相移轮廓术，解决现有条纹投影轮廓术需要投射大量的图像，会极大的影响条纹投影轮廓术的效率，致使不能用于运动目标表面形貌三维测量以及传统的彩色条纹图像，其
GB
图层的图像容易受到
R
图层图像的干扰的问题
。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：用于运动目标三维测量的高速相移轮廓术，首先将两幅周期分别为
T1，
T2(T1<T2)
的相移条纹图像设置为空白
RGB
彩色图像的
GB
图层，然后通过
DLP
投影仪将彩色图像进行投影，再通过相机将被测目标表面的调制彩色图像进行采集，最后通过计算得到被测目标表面轮廓的展开相位
。
[0005]作为本专利技术的一种优选的技术方案，通过计算得到被测目标表面轮廓的展开相位，具体按照以下步骤实施：
[0006]步骤1：将采集到的调制彩色图像进行分图层处理，得到绿图层调制相移条纹图像与蓝图层调制相移条纹图像，分别记为
I1，
I2；
[0007]步骤2：通过参数补偿消除背景光对
I1，
I2的影响，消除后结果分别记为
I1′
，
I2′
；
[0008]步骤3：通过公式
(1)
与公式
(2)
，得到混合相移条纹图像，分别记为其中：
x
为图像的横坐标，
w、
为定值；
[0009][0010][0011]步骤4：先对进行快速傅里叶变换，再对得到的结果进行滤波处理，记为
[0012]步骤5：对进行快速傅里叶逆变换，得到对应频率下的截断相位，记为
[0013]步骤6：将代入多频外差相位展开法中，得到检测目标的展开相位，记为
ψ
。
[0014]作为本专利技术的一种优选的技术方案，在所述步骤6钟，将钟，将代入多频外差相位展开法中，通过公式
(3)
～公式
(8)
计算；得到检测目标的展开相位，记为
ψ
：
[0015][0016][0017][0018][0019][0020][0021]作为本专利技术的一种优选的技术方案，所述相机为工业相机
。
[0022]作为本专利技术的一种优选的技术方案，所述工业相机为高速工业相机
。
[0023]本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种用于运动目标三维测量的高速相移轮廓术，是一种基于单幅仅包含
GB
图层的彩色条纹图像的高速相移轮廓术，只需要投影单幅条纹图像便可以得到检测目标外轮廓的展开相位，极大提高了检测效率，可用于快速运动目标三维形貌测量
。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的用于运动目标三维测量的高速相移轮廓术的效果图
。
具体实施方式
[0025]以下结合附图表及具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术
。
[0026]下面通过实施例进一步描述本专利技术，但不局限于下述实施实例
。
[0027]实施例1[0028]本专利技术的一种用于运动目标三维测量的高速相移轮廓术，首先将两幅周期分别为
T1，
T2(T1<T2)
的相移条纹图像设置为空白
RGB
彩色图像的
GB
图层，然后通过
DLP
投影仪将彩色图像进行投影，再通过相机将被测目标表面的调制彩色图像进行采集，最后通过计算得到被测目标表面轮廓的展开相位
。
[0029]如图1所示，为本专利技术提供的用于运动目标三维测量的高速相移轮廓术的展开相位图，从展开相位图可以看出得到被测产品表面轮廓的展开相位
。
采用本专利技术提供的高速相移轮廓术，仅需要单幅图像便可以得到检测目标的展开相位，使得检测效率得到了提升，极大的提高了相移轮廓术的实用性，解决了快速运动目标三维形貌测量问题
。
[0030]实施例2[0031]与实施例1不同的是，在本实施例中，本专利技术的一种用于运动目标三维测量的高速相移轮廓术，通过计算得到被测目标表面轮廓的展开相位，具体按照以下步骤实施：
[0032]步骤1：将采集到的调制彩色图像进行分图层处理，得到绿图层调制相移条纹图像与蓝图层调制相移条纹图像，分别记为
I1，
I2；
[0033]步骤2：通过参数补偿消除背景光对
I1，
I2的影响，消除后结果分别记为
I1′
，
I2′
；
[0034]步骤3：通过公式
(1)
与公式
(2)
，得到混合相移条纹图像，分别记为其中：
x
为图像的横坐标，
w、
为定值；
[0035][0036][0037]步骤4：先对进行快速傅里叶变换，再对得到的结果进行滤波处理，记为
[0038]步骤5：对进行快速傅里叶逆变换，得到对应频率下的截断相位，记为
[0039]步骤6：将代入多频外差相位展开法中，通过公式
(3)
～公式
(8)
计
算；得到检测目标的展开相位，记为
ψ
；
[0040][0041][0042][0043][0044][0045][0046]本专利技术提出了一种用于运动目标三维测量的高速相移轮廓术，相较于互补格雷码相位轮廓术，三频外差相位轮廓术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
用于运动目标三维测量的高速相移轮廓术，其特征在于，首先将两幅周期分别为
T1，
T2的相移条纹图像设置为空白
RGB
彩色图像的
GB
图层，然后通过
DLP
投影仪将彩色图像进行投影，再通过相机将被测目标表面的调制彩色图像进行采集，最后通过计算得到被测目标表面轮廓的展开相位，其中，
T1<T2。2.
根据权利要求1所述的用于运动目标三维测量的高速相移轮廓术，其特征在于，通过计算得到被测目标表面轮廓的展开相位，具体按照以下步骤实施：步骤1：将采集到的调制彩色图像进行分图层处理，得到绿图层调制相移条纹图像与蓝图层调制相移条纹图像，分别记为
I1，
I2；步骤2：通过参数补偿消除背景光对
I1，
I2的影响，消除后结果分别记为
I1′
，
I2′
；步骤3：通过公式
(1)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨延西，韩叔桓，李昕杰，赵许博，邓毅，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：