[发明专利]一种高速结构光三维面形垂直测量方法

权利要求书

1.一种采用投影单帧的结构光的高速三维面形垂直测量方法，其特征在于：通过一正交光栅载体生成正交光栅图像，所述正交光栅图像包括水平条纹以及垂直条纹，在结构光投影装置中采用一个特殊的组合投影镜头，该组合投影镜头包括一个普通投影镜头和一个柱透镜，组合投影镜头将1帧所述正交光栅图像成像在被测物体上以使所述正交光栅图像的水平条纹的像面与垂直条纹的像面在投影方向分离，摄像机通过一个半透半反镜实现摄像机光轴与投影装置光轴同轴，获取一帧受物体高度调制的正交光栅图像，实现三维面形的垂直测量。

2.如权利要求1所述的方法，正交光栅图像设置在结构光投影装置中的载体上，该载体包括透明的光学材料或光电器件，所述透明的光学材料包括光学玻璃，所述光电器件包括数字微镜、液晶显示器或硅基液晶。

3.如权利要求1所述的方法，组合投影镜头中，柱透镜位于普通投影镜头的前面或后面，柱透镜的母线与正交光栅图像中某一方向的光栅平行且与另一方向的光栅垂直，柱透镜的母线与正交光栅的垂直条纹平行。

4.如权利要求1所述的方法，组合投影镜头将1帧正交光栅图像投影在被测物体上时，正交光栅水平条纹的像面与垂直条纹的像面在投影方向上分离，其分离量通过控制柱透镜的曲率实现调控，使与所需的测量范围匹配。

5.如权利要求1所述的方法，对采集到的一帧正交光栅图像进行傅里叶变换、滤波和逆傅立叶变换，得到正交光栅图像的水平条纹分量与垂直条纹分量的调制度在物体表面的分布，利用事先标定所得的调制度值和高度的对应关系重建物体三维面形，以实现实时的三维重建。