[发明专利]一种应用于多频率三维测量的全局相位解相方法

摘要

本发明属于三维机器视觉领域，涉及一种应用于多频率三维测量的全局相位解相方法。该方法通过投射3种周期分别为P1、P2和P3的正弦或者余弦规律变化的光信息，每种光信息需要经过4-8步相移，通过每个周期的相移图案，分别解算每个周期的相位值、两个周期的合成相位值以及三个周期的最终合成相位值。最后通过合成相位分别计算每个周期的全局相位值，进而通过三维重建获得物体的全貌三维坐标。本发明所设计的全局相位解相方法，优于传统的格雷码相位解相方法，可以有效的解决三维测量中被测物体表面颜色不一致的测量难题，无需喷涂显影剂，更加绿色环保。

主权项

1.本发明所设计的全局相位解相方法，其特征是：对于图像中每一个点(x，y)的全局相位值的计算过程，工作步骤如下：步骤1：选取合适的P₁、P₂和P₃的值，P₁、P₂和P₃的取值均在0-L_R之间，并且P₁和P₂的合成周期P₁₂以及P₂和P₃的合成周期P₂₃，以及P₁₂和P₂₃的合成周期P₁₂₃，经过公式(1)的运算后，满足P₁₂₃≥L_R；P12=|P1×P2P1-P2|]]>P23=|P2×P3P2-P3|]]>P123=|P12×P23P12-P23|]]>公式(1)步骤2：利用光源投射装置，向物体投射周期为P₁的相移图像，相移图像的步数应大于3步，最好为4-8步，采集每幅图像，并计算(x，y)在P₁周期的相位步骤3：利用光源投射装置，向物体投射周期为P₂的相移图像，相移图像的步数应大于3步，最好为4-8步，采集每幅图像，并计算(x，y)在P₂周期的相位步骤4：利用光源投射装置，向物体投射周期为P₃的相移图像，相移图像的步数应大于3步，最好为4-8步，采集每幅图像，并计算(x，y)在P₃周期的相位步骤5：利用(x，y)点的和计算在P₁₂周期的合成相位步骤6：利用(x，y)点的和计算在P₂₃周期的合成相位步骤7：利用(x，y)点的和计算在P₁₂₃周期的最终合成相位步骤8：对于在P₁周期的每个点(x，y)，利用其原始相位按公式(2)计算其全局相位θG-P1(x,y)=θi-P1(x,y)+2π×M(x,y)]]>公式(2)其中：为(x，y)点的原始相位；为(x，y)点的全局相位；M(x，y)：为(x，y)点所在的相位周期在全局相位中的编码值，该值的计算如公式(3)所示；M(x,y)=(int)(θP123(x,y)2π)×(|(|P1×P2P1-P2|×|P2×P3P2-P3||P1×P2P1-P2|-|P2×P3P2-P3|)×P1-P2P1×P2|)2+(int)(θP12(x,y)2π)×(|P1×P2(P1-P2)×P1|)]]>公式(3)(x，y)点的全局相位运算完毕。