一种非均匀条纹分段生成方法

摘要

本发明公开了一种非均匀条纹分段生成方法，该方法在倾斜投影系统中能够在参考平面上得到周期均匀的条纹。将该方法进一步改进以适用于双频投影，解决使用分段非均匀双频条纹相位展开不连续现象。本发明具体实现方法是，在硬件基础上，通过计算机软件按照本发明设计的非均匀条纹分段生成方法进行编程，得到系统所需要的分段非均匀条纹图形，由投影到参考平面上得到均匀条纹，提高三维测量的精度。将非均匀条纹分段生成方法应用到双频投影中时，会造成相位展开不连续的现象，因此又进一步提出了半级数移动法解决这一问题，使得非均匀条纹分段生成方法的使用范围得到了推广。

主权项

一种非均匀条纹分段生成方法，其特征在于该方法用于采用空域相位展开方法时的投影正弦光栅条纹的三维测量系统中，包括以下步骤：1).首先，搭建三维测量系统：实现CCD相机的光轴垂直于参考平面；投影仪投影光轴和相机光轴共面，且相交于参考平面；投影仪出瞳距离和相机入瞳距离与参考平面的垂直距离相等；2).其次，标定三维测量系统：确定投影仪光心和相机光心与参考平面之间的垂直距离L以及二者之间的水平距离d；3).再次，确定投影条纹图像的横向分辨率M及条纹频率f；4).然后，通过计算机按照下述(a)、(b)公式计算，$\Phi \left(x^{\prime \prime }\right)2\mathrm{\pi f}·F(M,L,d,x^{\prime \prime })=\left\{\begin{array}{cc}2\mathrm{\pi f}·\frac{{\mathrm{OO}}^{\prime 2}·(\frac{M}{2}-x^{\prime \prime })}{L·{\mathrm{OO}}^{\prime }+d·(\frac{M}{2}-x^{\prime \prime })}& x^{\prime \prime }\in [1,\frac{M}{2}]\\ 2\mathrm{\pi f}·\frac{{\mathrm{OO}}^{\prime 2}·(x^{\prime \prime }-\frac{M}{2})}{L·{\mathrm{OO}}^{\prime }-d·(x^{\prime \prime }-\frac{M}{2})}& x^{\prime \prime }\in (\frac{M}{2},M]\end{array}\right.---\left(a\right)$${\Phi }_i\left(x^{\prime \prime }\right)=2\mathrm{\pi f}·F(M,L,d,x^{\prime \prime })+\frac{2\pi }{n}·i(i=\mathrm{1,2},...,n)---\left(b\right)$得到n组相位差为2π/n的像素与相位之间的分段关系，其中x”表示投影图案上某一点的横向像素坐标，F(M,L,d,x")是与M,L,d，x”相关的分段函数；5).最后，通过下述(c)式将相位转化为图像像素的灰度，从而得到灰度按照正弦变化的n幅分段非均匀条纹相移图；H_i＝sin(Φ_i(x"))(i＝1,2,...,n)    (c)。