[发明专利]一种彩色光栅解相位方法

说明书

本发明涉及结构光技术，具体涉及一种彩色光栅解相位方法，包括：依据采集彩色光栅做一个颜色到数字的映射，生成颜色编码；基于傅里叶变换求周期条纹光栅主值，完成主值增强优化，通过频域分析正弦周期光栅信号，过滤噪声，提高算法环境适应能力；分析主值的周期，提取周期线；依据周期线、颜色编码、主值计算光栅周期；使用周期和主值计算相位。本发明解决了传统解相位方法的诸多弊端，首先避免了起始周期错误对其他周期求解的误导，巧妙避开误差传播；其次彩色光栅相对于黑白光栅，相机采集噪声有所降低，提高算法健壮性。

技术领域

本发明涉及结构光技术，具体涉及一种彩色光栅解相位方法。

背景技术

当前结构光技术，需要多幅光栅才能计算相位，适用场景均为静态测量，故单幅光栅解相位比多幅光栅解相位方法有更多应用场景和简易操作，对于产业落地、赋能生产科研具有重要意义。

传统单幅光栅解相位多为迭代式方法，在人为选定相位起点后，依据相邻点的周期相邻或者同周期逐个展开下一个点，这样的方法只适合解平滑的平面投影光栅，对于有截断光栅的图像，特别是截断相位超过一个周期的光栅，影响特别大。其他的解法多为引导法，依据引导原则逐个展开，使用大量时间成本换取精度，相比第一类方法起始点定位有所提高，但本质上没创新，依然摆脱不了误差传递，且不支持高并发。

发明内容

鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明提供一种彩色光栅解相位方法，解决传统算法的误差传导和效率低的难题、传统算法受算法因素影响以及测量场景的特点测量方法只能在测量面平滑、静态且拍摄多幅光栅的环境下使用的问题。本发明解决了以上问题，同时增强了算法的健壮性，丰富了算法的应用环境，支持动态测量，支持高并发极大地提高算法运行效率。

本发明的具体技术方案如下：

一种彩色光栅解相位方法，实验装置包括单目相机、投影仪、计算机，所述投影仪用于投射彩色光栅图像，所述单目相机用于拍摄彩色光栅图像，所述计算机用于计算相位，所述摄像头与计算机通过USB3.0数据线连接，所述投影仪与计算机通过HDMI连接线连接，其特征在于，包括：

依据颜色编码生成相机图像颜色编码；

依据伪随机序列编码彩色投影光栅；

基于傅里叶变换求周期条纹光栅主值；

依据周期条纹光栅主值提取周期线；

依据周期线、颜色编码、周期条纹光栅主值计算光栅周期；

依据周期和周期条纹光栅主值解相位。

下面对上述技术方案进行进一步限定：

可选地，依据debruijn伪随机序列编码彩色投影光栅。

可选地，采用红绿蓝三种颜色依据debruijn伪随机序列编码彩色投影光栅。

所述彩色投影光栅可编码27个周期。

可选地，利用颜色编码表完成相机图像的颜色编码。

可选地，所述周期条纹光栅主值使用傅里叶变换公式为：

可选地，在周期条纹光栅主值上找到一个点，查询颜色编码，记录颜色，查询后两个周期的颜色，记录颜色，三个颜色组成一个随机序列，对应到一个实际周期，遍历周期条纹光栅主值，解得周期。

本发明具有以下有益效果：

1)彩色光栅比黑白光栅在自然光中利于相机采集，提高算法的鲁棒性；

2)彩色光栅解相位使用单幅图片，使用于动态测量环境，支持移动实验，从本质上改进了算法；