[发明专利]一种基于相移轮廓术的三步编码解相方法

权利要求书

1.一种基于相移轮廓术的三步编码解相方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)搭建结构光系统；其中，所述结构光系统包括所述终端(1)、相机(2)、投影仪(3)和待测物体(4)；所述相机(2)和投影仪(3)可通信的连接于所述终端(1)；所述相机(2)和投影仪(3)分别布置在待测物体(4)的两侧；

2)调整相机(2)和投影仪(3)的位置，待位置调整完毕后，对整个结构光系统进行标定，保存标定参数；

3)所述终端(1)生成包含虚拟相移的三张光栅条纹图；光栅条纹图的公式如下：

式(1)中，I₁、I₂、I₃分别是三张光栅图中每个像素点的光强值，A是平均光强，B是调制光强，其中，T是设置的周期数，x是光栅图横向的像素坐标，1024是光栅图横向的总像素点；

4)所述终端(1)将生成好的三张光栅图输出至投影仪(3)；所述投影仪(3)将三张光栅图投影到待测物体(4)表面。所述相机(2)采集待测物体(4)表面的三张光栅图，并输出至终端(1)；

5)所述终端(1)对三张光栅图进行信息提取，计算出包裹相位

6)所述终端(1)对光栅图中α信息进行提取，并计算出相移α；

7)所述终端(1)对光栅图中A信息进行提取，并计算出A的数值；

8)所述终端(1)根据相移α和包裹相位计算出与每个周期相对应的阶梯值k；阶梯值k计算公式如下：

9)根据阶梯值k和包裹相位对相位进行展开，得到待测物体(4)表面的绝对相位φ；绝对相位φ计算公式如下：

10)所述终端(1)通过绝对相位φ信息与步骤2)获得标定参数计算待测物体(4)表面点的三维坐标数据，完成待测物体(4)的三维重建。

2.根据权利要求1所述的一种基于相移轮廓术的三步编码解相方法，其特征在于，在步骤5)中，通过三角函数计算出包裹相位计算公式如下：

式(4)中，arctan是反正切函数，由这个公式得到0-2π范围的周期性值。

3.根据权利要求3所述的一种基于相移轮廓术的三步编码解相方法，其特征在于，在步骤6)中，通过三个光强光栅公式的变换计算出α的数值，α计算公式如下：

4.根据权利要求3所述的一种基于相移轮廓术的三步编码解相方法，其特征在于,在步骤7)中，数值A的计算包括如下步骤：

7.1)通过三角函数的特殊性对I₁、I₂进行变形，得到公式如下：

式(6)中，是0～2π变化的相位；

7.2)根据光栅图中正余弦函数的波峰波谷，求出的数值，分别记为T1和T2；

7.3)通过采集到的光强值I₁、I₂，将公式(6)转换为二元一次方程计算出A和B的数值。

5.根据权利要求1所述的一种基于相移轮廓术的三步编码解相方法，其特征在于,在步骤8)中，k的数值范围为0～T，对应包裹相位的每一个周期。