[发明专利]五步相序黑白数字光栅编码方法

权利要求书

1.一种基于五步相序黑白数字光栅编码方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：生成一组条纹光栅图像，分别记为投影图像1、投影图像2、投影图像3、投影图像4和投影图像5，其中每一幅投影图像在不同周期的函数表达式不同，其表达式通过公式(1)至(5)和表1中编码顺序确定，其中，表1为前12个周期的编码顺序：

w₂＝A-B sin(φ) (2)

w₃＝A+B sin(φ) (3)

1]]>	5]]>	5]]>	5]]>	5]]>	5]]>	5]]>	5]]>	5]]>	5]]>	5]]>	5]]>	5]]>
2]]>	4]]>	1]]>	3]]>	2]]>	4]]>	1]]>	3]]>	2]]>	3]]>	2]]>	4]]>	1]]>
3]]>	3]]>	4]]>	1]]>	3]]>	2]]>	3]]>	4]]>	1]]>	2]]>	4]]>	1]]>	2]]>
4]]>	2]]>	3]]>	2]]>	4]]>	1]]>	4]]>	2]]>	3]]>	4]]>	1]]>	3]]>	4]]>
5]]>	1]]>	2]]>	4]]>	1]]>	3]]>	2]]>	1]]>	4]]>	1]]>	3]]>	2]]>	3]]>

表1

其中，W_i表示该组中第i幅投影图像，i＝1,2,3,4,5为对应的投影图像序号；在(1)至(5)式中，w_n表示第n幅投影图像不同周期内的函数表达式，n＝1,2,3,4,5；(1)至(5)式满足公式(6)：

步骤2：将五幅数字光栅条纹图投影于置有标定板的白色平面，采集图像，并将采集到的五幅图像进行标定，计算出相机以及投影仪的内、外参数；

步骤3：将投影图像1、投影图像2、投影图像3、投影图像4和投影图像5分别通过投影仪投射到物体表面，并通过相机采集图像，获得采集图像1、采集图像2、采集图像3、采集图像4和采集图像5，采集到的对应图像记为T₁、T₂、T₃、T₄、T₅；

步骤4：根据步骤3中获得的采集图像1、采集图像2、采集图像3、采集图像4和采集图像5进行求解，求解出的每个周期的函数表达式应与步骤1中的编码顺序进行对应，每种编码对应一个相位级数k，第一个周期函数表达式排列顺序可以通过公式(7)判别：

其中，t₁、t₂、t₃、t₄、t₅为采集图像T₁、T₂、T₃、T₄、T₅对应的光强值，若满足公式(7)，认为采集图像中的像素点位于第一个相位级数，即k＝1，以此类推，求出所有相位级数k，第一个周期的包裹相位φ'可由公式(8)求出：

其中，当T₂＞T₁时，T₂-T₁取值为0，当T₂＜T₁时，T₂-T₁取值为1，以此类推，求出所有周期内的包裹相位φ'；

步骤5：根据步骤4中获得的相位级数k和包裹相位φ'，通过公式(9)计算采集图像的绝对相位φ：

φ＝k×2π+φ' (9)

以此类推，根据公式(9)求出所有周期内的绝对相位φ，并根据求得的绝对相位计算待测物体表面的三维坐标数据，从而实现待测物体的三维测量。