[发明专利]大型系统三维坐标非接触在线测量方法

权利要求书

1.大型系统三维坐标非接触在线测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、标定摄像机；

步骤二、投影仪将周期调制的条纹图投影到待测物体上；

步骤三、摄像机对被测对象上的条纹图进行拍摄；

步骤四、控制系统对摄像机拍摄的图像进行处理；

步骤五、激光位移传感器进行高精度扫描；

步骤六、控制系统进行三维图像重构；

使用激光位移传感器对被测对象的死角处进行高精度扫描，激光位移传感器将扫描得到的图像传输至控制系统；

投影仪的安装数量为n，所有的投影仪均安装于以设备中心为球形，半径为R的球形面上，且为均匀分布，当n(R×α)≥2S时，被测设备在投影仪的投射范围内，其中，S为设备的表面积，α为投影仪的投射角；

所述步骤一中包括采用2D平面模板的标定方法对摄像机参数进行标定；采用标准平面平移法，对摄像机的相位-高度标定；

所述摄像机参数包括焦距f、图像平面水平方向的像元间距Δx、图像平面竖直方向的像元间距Δy、主点坐标(u₀，v₀)；

所述相位-高度映射关系为：其中为相位，h为高度，a和b为常数；

所述周期调制的条纹图为正弦条纹图。

2.根据权利要求1所述的在线测量方法，其特征在于，测量过程使用的装置包括摄像机、激光位移传感器、投影仪和控制系统；

所述摄像机、激光位移传感器、投影仪分别通过电缆与控制系统相连；

投影仪根据控制系统的控制指令，将发送的周期调制的条纹图投影至待测量的大型系统的表面；

摄像机对被测对象多个部分上的条纹图进行拍摄，将拍摄的图像传输至控制系统；

激光位移传感器被测对象的死角处进行高精度扫描，将扫描的图像传输至控制系统；

控制系统首先根据条纹图、拍摄图像进行处理，得到待测系统的基本三维形貌图；结合激光位移传感器扫描的图像，得到待测系统最终的三维尺寸及图像。

3.根据权利要求1所述的在线测量方法，其特征在于，所述步骤四包括控制系统利用四步相移法提取相位和用相位解包裹算法对相位进行解包裹处理。