一种n频编码结构光的量程计算方法技术

一种n频编码结构光的量程计算方法属于结构光三维测量技术领域；该方法首先投射编码条纹，然后根据这些编码条纹的周期是否全为正整数而选择性地调整编码周期，再进行分解质因数，最后计算量程，并根据编码周期是否进行过调整而选择性地重新调整；本发明专利技术n频编码结构光的量程计算方法，不仅提供了一种n频编码结构光的量程计算方法，而且能够说明当一个编码条纹的周期是另一个编码条纹周期整数倍时，短周期编码条纹对量程的改变没有贡献；同时能够说明n频编码结构光的投影顺序不影响量程；此外，在质因数分解中，如果将质因数从小到大排列等，还能使得整个推导过程具有唯一性。

【技术实现步骤摘要】
一种n频编码结构光的量程计算方法
一种n频编码结构光的量程计算方法属于结构光三维测量

技术介绍
三维形貌测量在科学研究、医学诊断、工程设计、刑事侦查等领域均有广泛的应用。而结构光作为三维形貌测量手段的重要组成部分，以其非接触式、成本低、分辨率高和速度快的优势，受到了各国学者和工程技术人员的广泛关注，并得到了快速发展。结构光是一组由投影仪和摄像头组成的系统结构。用投影仪投射特定的光信息到物体表面后及背景后，再由摄像头进行采集，根据物体造成的光信号变化来计算物体的位置和深度信息，进而复原整个物体三维形貌。结构光最简单的形式就是向物体表面投射单一频率光束，然而，单一频率的投影光不仅抗干扰能力差，而且量程也只局限于投影光的一个周期；解决这个问题，可以采用两束或多束不同频率投影光相组合的方式，例如本课题组在2014年11月18日申请了专利技术专利《一种双频模拟编码光容错相位展开工程方法》。将多束不同频率投影光相组合，需要对其进行编解码。这项工作的主要研究内容是确定量程和展开相位，然而，还没发现现有技术中有适用于计算多频编码结构光量程和相位展开的算法出现。在这种情况下，我们会有一系列的问题需要解决：第一、是否存在适用于计算多频编码结构光量程的唯一计算方法？第二、是否任何频率编码结构光都会对扩大量程起作用？第三、这些编码结构光的投影顺序是否会改变量程？
技术实现思路
为了解释上述问题，本专利技术公开了一种n频编码结构光的量程计算方法，该计算方法不仅能够计算n频编码结构光的量程，而且能够说明当一个编码条纹的周期是另一个编码条纹周期整数倍时，短周期编码条纹对量程的改变没有贡献；同时能够说明n频编码结构光的投影顺序不影响量程；此外，在质因数分解中，如果将质因数从小到大排列等，算法还具有唯一性。本专利技术的目的是这样实现的：一种n频编码结构光的量程计算方法，包括以下步骤：S1、投射编码条纹投射n个编码条纹，所述编码条纹的周期分别为a1、a2、…、an，其中，a1、a2、…、an均为正整数；S2、分解质因数按照下式分别对a1、a2、…、an进行质因数分解：…………………………其中，b1、b2、…、bm为从a1、a2、…、an中分解出来的所有不同的质因数；S3、计算量程按照下式计算量程：其中，t为n频编码结构光的量程。上述n频编码结构光的量程计算方法，所述的b1、b2、…、bm按照从小到大的顺序排列。一种n频编码结构光的量程计算方法，包括以下步骤：S1、投射编码条纹投射n个编码条纹，所述编码条纹的周期分别为a1、a2、…、an，其中，a1、a2、…、an不全为正整数或全不为正整数；S2、调整编码周期对编码条纹的周期a1、a2、…、an进行调整，具体方法为：A1＝ka1A2＝ka2…………An＝kan式中，A1、A2、…、An为调整后的周期，均为正整数；k为使A1、A2、…、An均为正整数的正数；S3、分解质因数按照下式分别对A1、A2、…、An进行质因数分解：………………………………其中，B1、B2、…、Bm为从A1、A2、…、An中分解出来的所有不同的质因数；S4、计算量程按照下式计算量程：其中，T为调整编码周期后的n频编码结构光的量程；S5、调整量程按照下式计算量程：t＝T/k其中，t为n频编码结构光的量程。上述n频编码结构光的量程计算方法，所述的B1、B2、…、Bm按照从小到大的顺序排列。上述n频编码结构光的量程计算方法，步骤S2中，k为使A1、A2、…、An均为正整数的最小正数。有益效果：第一、本申请提供了一种n频编码结构光的量程计算方法；第二、本申请能够说明当一个编码条纹的周期是另一个编码条纹周期整数倍时，短周期编码条纹对量程的改变没有贡献；第三、本申请能够说明n频编码结构光的投影顺序不影响量程。第四、本申请质因数分解，质因数从小到大排列，以及k为使A1、A2、…、An均为正整数的最小正数，均会使得整个推导过程具有唯一性。具体实施方式具体实施例一本实施例的n频编码结构光的量程计算方法，以4频为例，包括以下步骤：S1、投射编码条纹投射4个编码条纹，所述编码条纹的周期分别为4、5、6、7，本实施例中所有编码条纹的周期均为正数；S2、分解质因数由于4能分解成2×2，5不能质因数分解，6能分解成2×3，7不能质因数分解，所有质因数按照从小到大顺序排列后的结果为2、3、5、7，此时，对4、5、6、7进行质因数分解，具体为：4＝22×30×50×705＝20×30×51×706＝21×31×50×707＝20×30×50×71S3、计算量程按照下式计算量程t：t＝2max(2,0,1,0)×3max(0,0,1,0)×5max(0,1,0,0)×7max(0,0,0,1)＝22×31×51×71＝420。具体实施例二本实施例的n频编码结构光的量程计算方法，仍然以4频为例，包括以下步骤：S1、投射编码条纹投射4个编码条纹，所述编码条纹的周期分别为3.5、4、5、6，本实施例中所有编码条纹的周期不全为正整数；S2、调整编码周期对编码条纹的周期3.5、4、5、6进行调整，具体方法为：A1＝3.5kA2＝4kA3＝5kA4＝6k式中，A1、A2、A3、A4为调整后的周期，均为正整数；k为使A1、A2、…、An均为正整数的最小正数，可以知道k＝2，并且有：A1＝7A2＝8A3＝10A4＝12S3、分解质因数由于7不能质因数分解，8能分解成2×2×2，10能分解成2×5，12能分解成2×2×3，所有质因数按照从小到大顺序排列后的结果为2、3、5、7，此时，对7、8、10、12进行质因数分解：7＝20×30×50×718＝23×30×50×7010＝21×30×51×7012＝22×31×50×70S4、计算量程按照下式计算量程：T＝2max(0,3,1,2)×3max(0,0,0,1)×5max(0,0,1,0)×7max(1,0,0,0)＝23×31×51×71＝840S5、调整量程按照下式计算量程：t＝T/k＝840/2＝420。具体实施例三本实施例的n频编码结构光的量程计算方法，仍然以4频为例，包括以下步骤：S1、投射编码条纹投射4个编码条纹，所述编码条纹的周期分别为3.5、4.2、5.4、6.3，本实施例中所有编码条纹的周期全不为正整数；S2、调整编码周期对编码条纹的周期3.5、4.2、5.4、6.3进行调整，具体方法为：A1＝3.5kA2＝4.2kA3＝5.4kA4＝6.3k式中，A1、A2、A3、A4为调整后的周期，均为正整数；k为使A1、A2、…、An均为正整数的最小正数，可以知道k＝10，并且有：A1＝35A2＝42A3＝54A4＝63S3、分解质因数由于35能分解成5×7，42能分解成2×3×7，54能分解成2×3×3×3，63能分解成3×3×7，所有质因数按照从小到大顺序排列后的结果为2、3、5、7，此时，对35、42、54、63进行质因数分解：35＝20×30×51×7142＝21×31×50×7154＝21×33×50×7063＝20×32×50×71S4、计算量程按照下式计算量程：T＝2max(0,1,1,0)×3max(0,1,3,2)×5max(1,0,0,0)×7max(1,1,0,1)＝21×33×本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种n频编码结构光的量程计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、投射编码条纹投射n个编码条纹，所述编码条纹的周期分别为a1、a2、…、an，其中，a1、a2、…、an均为正整数；S2、分解质因数按照下式分别对a1、a2、…、an进行质因数分解：a1=b1a11×b2a12×...×bma1m]]>a2=b1a21×b2a22×...×bma2m]]>…………………………an=b1an1×b2an2×...×bmanm]]>其中，b1、b2、…、bm为从a1、a2、…、an中分解出来的所有不同的质因数；S3、计算量程按照下式计算量程：t=b1max(a11,a21,...,an1)×b2max(a12,a21,...,an2)×...×bmmax(a1m,a2m,...,anm)]]>其中，t为n频编码结构光的量程。

【技术特征摘要】
1.一种n频编码结构光的量程计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、投射编码条纹投射n个编码条纹，所述编码条纹的周期分别为a1、a2、…、an，其中，a1、a2、…、an均为正整数；S2、分解质因数按照下式分别对a1、a2、…、an进行质因数分解：其中，b1、b2、…、bm为从a1、a2、…、an中分解出来的所有不同的质因数；S3、计算量程按照下式计算量程：其中，t为n频编码结构光的量程。2.根据权利要求1所述的n频编码结构光的量程计算方法，其特征在于，所述的b1、b2、…、bm按照从小到大的顺序排列。3.一种n频编码结构光的量程计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、投射编码条纹投射n个编码条纹，所述编码条纹的周期分别为a1、a2、…、an，其中，a1、a2、…、an不全为正整数或全不为正整数；S2、调整编码周期对编码条纹的周期a...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵烟桥，孙晓明，于双，刘爽，于晓洋，吴海滨，于舒春，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23