[发明专利]基于结构光投影与数字图像相关的高温空气扰动滤除方法

摘要

本发明公开了一种基于结构光投影与数字图像相关的高温空气扰动滤除方法，设置基于结构光投影与数字图像相关的高温空气扰动检测系统，在测量的每一个阶段，使用结构光投影仪对被测物进行结构光投影和单色光投影并分别采集灰度图像，对两种灰度图像序列进行傅立叶分析，确定面结构光灰度图像的傅立叶频谱中的低频项是否为热流扰动的置信概率并滤除，再通过傅立叶轮廓术得到形貌信息和离面变形信息；并对单色光照明图像的频谱采用置信概率进行热流扰动的滤除，再分别进行傅立叶反变换和数字图像相关运算得到滤除热流扰动的面内变形信息。本发明能满足现代计量高温度、高速度和高精度的要求，降低高温测量环境下的空气扰动的影响。

主权项

1.一种基于结构光投影与数字图像相关的高温空气扰动滤除方法，其特征在于：设置基于结构光投影与数字图像相关的高温空气扰动检测系统，所述检测系统采用结构光投影仪(1)，所述结构光投影仪(1)的投影光经被测物(3)的反射后，经过带通光学滤波片照射到摄像机(2)的CCD靶面阵列上；在所述被测物(3)的表面涂有随机分布的散斑，所述散斑的灰度信息能够由所述摄像机(2)进行采集；设置基于结构光投影与数字图像相关的高温空气扰动滤除方法是：在各不同阶段对被测物(3)进行图像拍摄，每一个拍摄阶段中，利用所述结构光投影仪(1)对被测物(3)分别进行面结构光投影和单色光投影；所述结构光投影是以结构光投影仪(1)为面结构光源，向被测物(3)投射一组面结构光，经被测物(3)形成漫反射，在每一个拍摄阶段，使用摄像机(2)拍摄获得被测物(3)的面结构光灰度图像序列；利用所述面结构光灰度图像序列通过傅立叶分析获得滤除热流扰动的离面变形信息；所述单色光投影是以结构光投影仪(1)为单色光光源，向被测物(3)投射一组均匀分布的单色光，经被测物(3)形成漫反射，在每一个拍摄阶段，利用摄像机(2)采集获得一张被测物(3)在单色光下的灰度图像，经多个拍摄阶段，获得单色光灰度图像序列；对所述单色光灰度图像序列进行傅立叶分析获得滤除热流扰动的面内变形信息；按如下步骤获得滤除热流扰动的离面变形信息：2.1针对所述面结构光灰度图像序列进行傅立叶变换得到面结构光照明频谱序列；2.2对所述面结构光照明频谱序列进行筛选，获得反映被测物离面形貌变化的频谱序列A；对所述频谱序列A依次经过傅立叶反变换和反三角运算，获得包含热流扰动的离面形貌相位信息A1；2.3、根据所述面结构光照明频谱序列中的低频项相位变化，确定低频项是否为热流扰动的置信概率，实现热流扰动误差项的滤除；对滤除热流扰动误差项之后的频谱序列筛选出反映被测物离面形貌变化的频谱序列B；对所述频谱序列B依次经过傅立叶反变换和反三角运算，获得去除热流扰动的离面形貌相位信息B1；2.4、将包含热流扰动的离面形貌相位信息A1与去除热流扰动的离面形貌相位信息B1通过相减运算，得到热流扰动相位；对所述热流扰动相位进行相位解包裹，得到热流扰动值，进而获得滤除热流扰动的离面变形信息；按如下步骤获得滤除热流扰动的面内变形信息：3.1针对所述单色光灰度图像序列进行傅立叶变换得到单色光照明频谱序列；3.2针对所述单色光照明频谱序列，利用所述置信概率筛选并滤除热流扰动所对应的频谱序列，获得去除热流扰动的单色光照明频谱序列，对所述去除热流扰动的单色光照明频谱序列进行傅立叶反变换，获得不包含热流扰动的单色光照明灰度图像序列，再经数字图像相关运算，获得滤除热流扰动的面内变形信息。