[发明专利]物体表面变形场的测量方法、系统和计算机设备

权利要求书

1.一种物体表面变形场的测量方法，其特征在于，包括：

确定初始场景下被测物体表面的多个标识点的第一初始空间三维坐标和所述被测物体表面的散斑区域内所有点的第二初始空间三维坐标；其中，所述初始场景为所述被测物体表面未发生变形的场景；

确定目标场景下每个所述标识点的第一变形空间三维坐标和所述散斑区域内所有点的第二变形空间三维坐标；其中，所述目标场景为所述被测物体表面发生变形后的场景；

根据每个所述标识点的第一初始空间三维坐标和第一变形空间三维坐标，计算所述被测物体刚体位移前后的坐标变换矩阵；

根据所述散斑区域内所有点的第二变形空间三维坐标和所述坐标变换矩阵，计算所述散斑区域内所有点消除刚体位移后的三维坐标；以及

根据所述散斑区域内所有点消除刚体位移后的三维坐标和所述散斑区域内所有点的第二初始空间三维坐标，获得所述被测物体表面的变形场。

2.根据权利要求1所述的物体表面变形场的测量方法，其特征在于，所述确定初始场景下被测物体表面的多个标识点的第一初始空间三维坐标，包括：

获取所述被测物体表面在所述初始场景下的初始图像，并在所述初始图像中选取所述多个标识点所在区域作为模板图像；

获取所述被测物体表面在所述目标场景下的目标图像，并从所述目标图像中选取与所述模板图像大小相同的图像区域；

计算选取到的所述图像区域与所述模板图像的像素差的平方和，并根据所述像素差的平方和确定所述图像区域与所述模板图像的匹配度矩阵；

从所述匹配度矩阵中确定出所述图像区域内每个所述标识点的图像坐标；

根据每个所述标识点在所述模板图像内的图像坐标，计算每个所述标识点的第一初始空间三维坐标。

3.根据权利要求1所述的物体表面变形场的测量方法，其特征在于，所述坐标变换矩阵包括刚体旋转矩阵和刚体平移矩阵；所述根据每个所述标识点的第一初始空间三维坐标和第一变形空间三维坐标，计算所述被测物体刚体位移前后的坐标变换矩阵，包括：

基于预设的刚体位移变化公式，根据每个所述标识点的第一初始空间三维坐标和第一变形空间三维坐标，计算所述被测物体刚体位移前后的刚体旋转矩阵和刚体平移矩阵。

4.根据权利要求3所述的物体表面变形场的测量方法，其特征在于，所述刚体位移变化公式如下：

其中，X_W0、Y_W0和Z_W0为标识点的第一初始空间三维坐标；X_W1、Y_W1和Z_W1为标识点的第一变形空间三维坐标；为所述刚体旋转矩阵，为所述刚体平移矩阵。

5.根据权利要求3所述的物体表面变形场的测量方法，其特征在于，所述刚体位移变化公式如下：

其中，X_W0、Y_W0和Z_W0为标识点的第一初始空间三维坐标；X_W1、Y_W1和Z_W1为标识点的第一变形空间三维坐标；为所述刚体旋转矩阵，为所述刚体平移矩阵；E为误差修正矩阵。

6.根据权利要求1所述的物体表面变形场的测量方法，其特征在于，所述坐标变换矩阵包括刚体旋转矩阵和刚体平移矩阵；所述根据所述散斑区域内所有点的第二变形空间三维坐标和所述坐标变换矩阵，计算所述散斑区域内所有点消除刚体位移后的三维坐标，包括：

根据所述刚体旋转矩阵和刚体平移矩阵，对所述散斑区域内所有点的第二变形空间三维坐标进行旋转和平移变换，得到所述散斑区域内所有点消除刚体位移后的三维坐标。