[发明专利]三个灰度对称线性编码周期的采样点三维信息获取方法

摘要

本发明提供了一种三个灰度对称线性编码周期的采样点三维信息获取方法，步骤为:选择编码周期，制备9幅由3个编码周期不同的灰度线性对称相移光栅；将光栅投射到被测物体表面，利用条纹图像获取装置，获得9幅条纹图像；计算得到采样点在此编码周期内对应于编码图案的相对编码点，得到采样点在该频率内的余数方程，联立余数方程，得到采样点在3个不同编码周期内的同余方程组，采用大衍求一术确定同余方程组的乘率，进而得到方程组的解；确定采样点的投影角，根据三角原理确定采样点的三维信息。本发明方法克服了传统双频相移三维测量中，误差大，测量范围受限，误差累计及传递的缺点。该方法是一种具有非接触，高采样密度，高精度的三维测量技术。

主权项

一种三个灰度对称线性编码周期的采样点三维信息获取方法，其特征在于步骤包括：(1) 选择编码周期，制作编码图案；根据投射源及测量范围确定三个不同的编码周期；编码图案是由投射源投射到被测物体表面的主动信息，是由按X和Y方向顺序排列的编码点的灰度级构成；根据投射源与条纹图像获取装的几何关系确定编码方向，在另一个方向上是编码方向上编码点灰度级的重复；编码周期是灰度级从某一个灰度级经历过灰度级最高、灰度级最低，且将此灰度级重复三次时，沿编码方向上编码点的总数；在一个周期内，灰度的编码是线性的，并且关于1/2周期点对称；为了提高编码图像的解码时抗干扰能力和测量精度，对于一个编码周期，制作三幅沿着编码方向依次移动1/3周期的编码图案，总计9幅编码图案；(2) 将某一个编码周期的一幅编码图案经由投射源投影到被测物体表面，平面的编码图案受到被测物体表面三维信息的调制，产生变形，利用条纹图像获取装置，获取包含有被测物体及变形编码图案的条纹图像；将其他2幅根据同一个编码周期，但沿编码方向依次移动1/3周期的编码图案经由投射源投射到被测物体表面，获取条纹图像；再将其他2个编码周期的共计6幅编码图案依次投射到被测物体表面，获取不同编码图案经由被测物体表面改变的6幅条纹图像；(3) 对同一个编码周期的3幅条纹图像同一个采样点的灰度数据进行处理，计算得到采样点在此编码周期内对应于编码图案的相对编码点，得到采样点在该频率内的余数方程；针对同一采样点在3个不同编码周期的其余6幅条纹图像进行相同处理，总计得到3个余数方程，联立得到采样点对应绝对编码点的同余方程，采用大衍求一术确定同余方程的乘率，进而等到该同余方程的解，即采样点对应的绝对编码点，进而获得采样点对应的投影角度；(4) 在确定采样点的对应的投影角度后，根据投射源与条纹图像获取装置的几何关系和三角原理确定采样点的三维信息。