【技术实现步骤摘要】
一种用于条纹投影系统的伽马误差校正方法
[0001]本专利技术属于视觉测量
,具体地说,本专利技术涉及一种用于条纹投影系统的伽马误差校正方法。
技术介绍
[0002]条纹投影轮廓术作为一种常用的光学三维测量手段,具有非接触、速度快、精度高、点云稠密等优势,广泛应用于工业检测、智慧农业、生物医学、消费娱乐等领域。然而,条纹投影系统的伽马效应会改变条纹图像强度,导致相移法无法准确地计算出条纹相位分布,引入周期性相位误差。
[0003]传统伽马误差校正方法一般需要预标定过程或者额外条纹图像,降低了条纹投影系统的测量效率。文献[Optics Express,2019,27(22):32047
‑
57]利用概率密度函数标定伽马值,文献[Chinese Optics Letters,2021,19(10):101201]则利用概率密度函数标定相位误差系数,该方法仍需要预标定过程匹配概率密度曲线。文献[Optics Letters,2021,46(3):476
‑
479]直接对截断相位图进行直方图均衡化校正伽马误差,无需预标定过程,但该方法未考虑伽马误差的周期性,需要进一步提升测量精度。文献[IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement,2022,71:5005509]利用伽马误差的周期性,融合偏移前后的三幅截断相位图,再使用直方图均衡化校正伽马误差,有效地提升了测量精度,但该方法未考虑伽马误差的对称性,且融合三幅截断相位 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于条纹投影系统的伽马误差校正方法,其特征在于:具体包括以下步骤:步骤S1:搭建条纹投影三维测量系统,包括投影仪、摄像机和待测物体,投影仪、摄像机和待测物体三者构成三角测量关系,投影仪和摄像机均存在伽马效应;步骤S2:触发投影仪依次投射三步相移条纹至待测物体表面,同步触发摄像机依次采集被物体调制后的三步相移条纹图像,利用三步相移法计算相移条纹图像的整周期未校正截断相位φ
GAM
;步骤S3:首先根据伽马误差的周期性,将整周期未校正截断相位φ
GAM
换算成1/3周期未校正截断相位α
GAM
,其次根据伽马误差的对称性,将1/3周期未校正截断相位α
GAM
换算成1/6周期未校正截断相位β
GAM
;步骤S4:直接对1/6周期未校正截断相位β
GAM
进行直方图均衡化,获得1/6周期已校正截断相位β
PHE
,然后换算成1/3周期已校正截断相位α
PHE
,再换算成整周期已校正截断相位φ
PHE
;步骤S5:利用相位展开算法计算整周期已校正截断相位φ
PHE
所对应的条纹级次,进而恢复出已校正绝对相位Φ
PHE
,再根据条纹投影系统标定结果,将已校正绝对相位Φ
PHE
映射至三维空间,重构出待测物体的三维形貌。2.根据权利要求1所述的一种用于条纹投影系统的伽马误差校正方法,其特征在于:理想情况下,即条纹投影系统不存在伽马效应时,所述步骤S2中,摄像机所采集的三步相移条纹图像表示为:I
n
(x,y)=A(x,y)+B(x,y)cos[φ(x,y)+δ
n
];式中:n=1,2,3;(x,y)表示摄像机的像素坐标;A和B分别表示平均强度和调制强度,φ表示真实截断相位,δ
n
=2πn/3表示第n幅条纹图像的相移量。3.根据权利要求1所述的一种用于条纹投影系统的伽马误差校正方法,其特征在于:实际情况下,即条纹投影系统存在伽马效应时,所述步骤S2中,摄像机所采集的三步相移条纹图像表示为:式中:a0表示直流分量,a
m
表示第m次谐波的振幅,其大小与m值成反比。4.根据权利要求1所述的一种用于条纹投影系统的伽马误差校正方法,其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员:王玉伟,徐洪志,汪宇,饶元,杨玲玲,朱浩杰,
申请(专利权)人:安徽农业大学,
类型:发明
国别省市:
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