[发明专利]基于周期不同步正弦条纹加相位编码条纹的三维测量方法

摘要

本发明公开了基于周期不同步正弦条纹加相位编码条纹的三维测量方法，由周期不同步条纹编码原理、周期不同步条纹解码原理、三维测量原理三大关键部分组成。本发明的优点是：(1)由于条纹级次的跳变部分容易出错，所以本发明中相位编码条纹比正弦条纹提前φ₀(φ₀＝(T₂‑T₁)/2)像素，使编码相位的跳变部分对应包裹相位的中间部分，最后条纹级次的跳变部分由其中间部分计算得到，避免了条纹级次跳变点出错的问题。(2)传统的正弦条纹与相位编码条纹周期相等时，条纹级次的判决困难。本发明中投影N个周期的相位编码条纹，2N(3N,4N...)个周期的正弦条纹，此时相位编码条纹频率降低，使条纹级次的判决准确，进一步提高了测量精度。

主权项

1.基于周期不同步正弦条纹加相位编码条纹的三维测量方法，周期不同步原理包括周期不同步条纹编码原理和周期不同步条纹解码原理；其特征是：(1)周期不同步条纹编码原理：正弦条纹的周期为T₁，相位编码条纹周期为T₂，以正弦条纹周期个数为2N，相位编码条纹周期个数为N为例说明，即取T₂＝2T₁，且相位编码条纹比正弦条纹提前φ₀(φ₀＝(T₂‑T₁)/2)像素；相位编码条纹的相位平均分配于(‑π，π]之间，像素点(x,y)的阶梯型编码相位可表示为：其中floor[x]是不大于x的最大整数，mod(x,y)是x除以y后的余数，N是相位编码条纹周期个数；(2)周期不同步条纹解码原理：由四步相移法计算得到分段阶梯相位，将得到的分段阶梯相位连接起来得到连续的条纹级次k₁(x,y)；利用连续的条纹级次k₁(x,y)与包裹相位φ₁结合求得与包裹相位相对应的条纹级次k₂(x,y)：即当时，当时，通过解相位公式进行相位解包裹，最后利用相位‑高度公式，得到物体表面每一点的高度信息。