[发明专利]一种基于编码结构光的条纹边界提取方法

说明书

本发明公开了一种基于编码结构光的条纹边界提取算法，包括如下步骤，S1：选择结构光编码方式；S2：建立标准模型，按照选定的方案将结构光图案投影到模型上，按照选定的编码方式给模型编码；S3：按照选定的方案将结构光图案投影到被测物体上，按照选定的编码方式给被测物体照片编码；S4：在步骤S2中的模型编码中对步骤S3中的照片编码进行检索，获得目标条纹；S5：对目标条纹编码图进行设置，对编码图提取边界；本发明可以有效地提取对结构光编码后的条纹边界线，在辅助寻找像素点与条纹线匹配关系的同时解决在编码过程中产生的噪声点对条纹中心提取的干扰，避免了传统方式方法的缺点，更加快速便捷，更加准确。

技术领域

本发明涉及计算机算法技术领域，具体为一种基于编码结构光的条纹边界提取方法。

背景技术

场景三维信息的获取对计算机视觉和机器人学具有重要的研究和应用价值，已被广泛应用，三维信息获取技术可分为主动方法和被动方法两种，主动方法需要一个特殊的光学投影器来产生一定的编码图案，对编码图案来说，其特征点的位置就是图像的边界；现有边界检测方法有基于微分的边界检测法、基于二值化法的边界检测法和基于正反图案的条纹边界检测法。

微分边界检测算子存在丢失边界、无法抑制噪声或者出现伪边界、连续边界的情况；基于二值化法的边界检测法则存在实际测量过程中由于环境光等一些外在因素和物体表面特征等内在因素的影响，使得投影的编码图案的边界不是一个理想的阶跃边界，而是存在一个灰度渐变的变化过程，会给阈值的确定带来不小的问题；基于正反图案的条纹边界检测法由于要将正编码图案全都再反向投影一次，会导致图像采集的时间翻倍，如果编码图案的幅数较多，则会浪费不少时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的边界检测方法存在缺陷，过程繁杂，无法快捷迅速准确的获得条纹边界，提供一种基于编码结构光的条纹边界提取方法，从而解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种基于编码结构光的条纹边界提取方法，包括如下步骤，

S1：选择结构光投影方案和编码方式；

S2：建立标准模型，按照选定的方案将结构光图案投影到模型上，按照选定的编码方式给模型编码；

S3：按照选定的方案将结构光图案投影到被测物体上，按照选定的编码方式给被测物体照片编码；

S4：在步骤S2中的模型编码中对步骤S3中的照片编码进行检索，获得目标条纹；

S5：对目标条纹编码图进行设置，对编码图提取边界。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S1中，结构光的投影方案采用GrayCode编码与Line Shifting编码相结合进行编码。

作为本发明的一种优选技术方案，所述Gray Code编码为设置n幅投影图案，n不小于1；第一幅投影图案中设置有两道黑白相间的条纹，第二幅图案中设置有四道黑白相间的条纹，以此类推，第n幅投影图案中设置有2n道黑白相间的条纹；对模型上的同一个点，分别用n幅投影图案去投影，处于黑色条纹中记为0，处于白色条纹中记为1，每一个点对应一个n位长的编码。

作为本发明的一种优选技术方案，所述Line Shifting编码设置有28-n幅宽度为28-n的黑白相间的阶梯状条纹进行扫描，扫描一次之后，将条纹向左平移1pixel形成新的图案，作为下一次扫描，平移28-n次，形成28-n幅图案；对模型上的同一个点，分别用28-n幅投影图案去投影，处于黑色条纹中记为0，处于白色条纹中记为1，每一个点对应一个28-n位长的编码。