西安交通大学金雨生获国家专利权
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龙图腾网获悉西安交通大学申请的专利一种基于区域统计的条纹投影轮廓术条纹级数校正方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116793247B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310307475.4,技术领域涉及:G01B11/24;该发明授权一种基于区域统计的条纹投影轮廓术条纹级数校正方法是由金雨生;丁建军;赵宏;仙丹;王昊玮;刘洋;张志超;刘昕东设计研发完成,并于2023-03-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于区域统计的条纹投影轮廓术条纹级数校正方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于区域统计的条纹投影轮廓术条纹级数校正方法,包括:步骤1:搭建双目结构光系统,进行格雷码编码和相移编码图像生成、投影和采集;步骤2:计算包裹相位和条纹级数;步骤3:利用包裹相位值对像素分类,相位值大于等于0为M22,相位值小于0为M11;步骤4:以行为计算单元,M22中连续区域内像素条纹级数种类为2时,区域内所有像素条纹级数值取较小的;M11中连续区域内像素级数种类为2时,区域内所有像素条纹级数值取较大的;步骤5:根据条纹级数完成包裹相位展开;步骤6:利用双目视觉技术完成极线校正、立体匹配和深度图恢复。本发明实现了格雷码辅助多频相移法相位展开中条纹级数误差的快速、准确校正目的。
本发明授权一种基于区域统计的条纹投影轮廓术条纹级数校正方法在权利要求书中公布了:1.一种基于区域统计的条纹投影轮廓术条纹级数校正方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1:根据格雷码编码原理和相移法原理生成格雷码编码图和具有相位移动的余弦条纹编码图,投影模块进行编码图像投影,相机同步采集经被测对象高度调制后的图像; 步骤2:对相机采集余弦条纹编码图进行相位解调得到包裹相位图,对格雷码编码图像进行解码得到包裹相位条纹级数;利用相位解调同时得到的余弦条纹的背景项和幅值项的比值得到任意像素包裹相位的置信度,把置信度值小于设定阈值的像素定义为无效像素;对任意像素的格雷码编码图的灰度值进行归一化处理,归一化的图像表示为,利用像素灰度值全为255和全为0的格雷码编码图对应的相机采集图像计算相机采集图像的二值化阈值,并根据该阈值完成格雷码图像二值化处理,生成二值化图像序列,二值化数学定义如下: 根据二值化图像序列,并利用格雷码解码算法计算得到条纹级数图; 利用任意像素相位解调得到的背景项和幅值项的比值来描述包裹相位的置信度,并定义置信度小于阈值的像素的为无效像素,并用二值化掩模来标识: 步骤3:对包裹相位图中像素相位值小于0和大于等于0的像素标识,生成2副二值化掩模图像,同时消除背景像素,掩模图像分别表示为和,其中有效像素的值为1,无效像素的值为0;具体实现方法如下: 包裹相位图中任意像素的值域为,利用值域对像素分类,并用两幅二值化掩模图像和记录两类像素的位置,两幅掩模图像值正好相反: 获得的两幅掩模图像分别与掩模图像相乘,进一步剔除包裹相位置信度低的无效像素; 步骤4:对掩模图像区域内的有效像素,从左向右遍历一段连续像素序列,当区间内像素对应条纹级数有两种数值时,该段区域内所有像素取较小的级数值,遍历完所有有效像素后得到新的条纹级数图;对掩模图像区域内的有效像素,从右向左遍历一段连续像素序列,当区间内像素对应条纹级数有两种数值时,该段区间内所有像素去较大的级数值,遍历完所有有效像素后得到新的条纹级数图;具体实现方法如下: 步骤4.1:以图像中的行为计算单元;采用掩模图像来标识连续可靠像素位置,行方向上=1的一段连续像素定义为一段有效像素区域; 步骤4.2:依据条纹级数图统计有效一段有效像素区域内像素的条纹级数值的种类;当只有一种级数值时不改变该区域内像素级数值;当有两种条纹级数值时,对该段区域内的所有像素的条纹级数值设置为较小的值;以上得到含有条纹图一半像素的条纹级数图; 步骤4.3:采用掩模来标识连续可靠像素位置,行方向上的一段连续像素定义为一段有效像素区域,统计该区域内所有像素条纹级数值的种类;当有两种条纹级数值时,对该段区域内的所有像素的条纹级数值设置为较大的值;以上得到含有条纹图一半像素的条纹级数图; 步骤5:对新计算得到的条纹级数图和合并得到条纹级数图,同时完成对包裹相位的展开得到绝对相位图; 步骤6:采用步骤2到步骤5的方法,分别处理左右相机拍摄到经被测对象调制后的格雷码编码图和余弦条纹编码图,处理完后分别得到左右相机对应的绝对相位图和; 步骤7:采用双目立体匹配技术完成对左右相机对应的绝对相位图的同名点匹配,并根据投影仪和相机标定参数得到被测对象的三维形貌。
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