[发明专利]投射多频光栅的物体表面三维轮廓的视觉测量方法

摘要

本发明属于物体表面三维轮廓测量领域。其主要技术特征包括：1)通过向物体表面投射不同频率的光栅，获得多个相位图；2)采用频率合成方法，展开相位图，从而获得高精度的展开相位；3)利用展开的相位与外极线匹配对应点，计算物体表面的三维轮廓；4)为使计算结果更可靠，采用调制度作为展开相位的可靠性依据，对调制度小于设定阈值的相位进行掩模处理。本发明具有结构简单、非接触、高精度、高速度、易于实现的特点。

主权项

1.投射多频光栅的物体表面三维轮廓的视觉测量方法，其特征在于：通过向物体表面投射三个(或多个)频率的光栅，由安装在投影机两侧的摄像机拍摄被物体表面调制的条纹，采用合成频率的相位展开技术，计算左、右摄像机拍摄图像上的每一点的相位，以相位值和外极线作为约束，实现左、右两幅图像上的点的匹配，进而求出物体表面各点的三维坐标。它包括如下步骤。(1)计算机生成虚拟光栅，其中包括三组相移光栅，利用投影仪将生成的光栅投射到物体上；(2)利用两台摄像机采集物体上的条纹图像，并保存在计算机的内存中；(3)对每一个摄像机拍摄的图像采用合成频率的相位展开技术进行处理，得到图像上每一点的相位值；在两个摄像机拍摄的图像上，对应在物体表面上同一点的相位值是相等的，因此，可用相位值作为对应点的匹配的依据。(4)对两个摄像机进行定标，得到摄像机的内部参数和相对于世界坐标的外部参数以及镜头的畸变系数：(5)根据相位和外极线寻找对应的匹配点，构成对应点对；(6)由对应点对计算物体表面点的三维坐标。