申请/专利权人：天津工业大学

申请日：2021-11-25

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN114111637B

主分类号：G01B11/25

分类号：G01B11/25;G06T17/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2022.03.18#实质审查的生效;2022.03.01#公开

摘要：本发明提供了一种基于虚拟双目的条纹结构光三维重建方法，包括构建基于双棱镜的虚拟双目条纹结构光视觉系统；对虚拟双目视觉系统进行标定，获得虚拟双目两个相机的内外参数；向物体投射三频四步正弦条纹图像；使用多频外差解包裹的方法得到分别对应左右虚拟相机的展开相位；根据虚拟相机的内外参数，对展开相位进行极线校正；对左右展开相位进行立体匹配，获得左右展开相位对应匹配点的视差；结合虚拟双目的内外参数，利用视差原理将视差转换为深度信息；根据物体的三维空间坐标生成物体稠密的点云图，完成物体三维重建。本发明解决了传统双目结构光三维重建系统成本高的问题，同时避免了三维重建系统的相机同步稳定性和灰度差异性问题。

主权项：1.一种基于虚拟双目的条纹结构光三维重建方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：构建基于双棱镜的虚拟双目条纹结构光视觉系统，包括一个相机、两个双棱镜以及一个投影仪；将两块双棱镜放置在一个工业相机前方，关于相机光轴对称，将相机的成像区域分为左右两个部分，每一部分相对于一个虚拟相机，通过调节两块双棱镜之间的夹角来调整两个虚拟相机之间的基线长度，两块双棱镜之间的夹角越大，对应两个虚拟相机之间的基线越长；投影仪放置在真实相机左侧，通过投影仪向被测物体投射光栅条纹图像，同时触发相机采集；S2：对虚拟双目视觉系统进行标定，获得虚拟双目两个相机的内外参数；S3：向物体投射三频四步12幅正弦条纹图像；使用投影仪向被测对象投射三组四步相移光栅条纹，三组光栅条纹的波长分别为16、18和21，通过投影仪触发相机，采集三组四步相移的光栅条纹图像，采集到的四步相移光栅条纹图的光强分布被表示为： 其中为某一像素点x,y的光强，I'x,y为该像素点的背景光强，Ix,y为该点的调制光强，为该点的相位主值，2πnN是相移量，n是相移指数，0≤n＜N，N为相移的步数；S4：使用多频外差解包裹的方法得到分别对应左右虚拟相机的展开相位；利用步骤S3采集到的四步相移光栅条纹图像，基于四步相移法，得到对应三种不同波长的包裹相位图，包裹相位为： 其中j＝1,2,3分别对应三种不同波长的光栅条纹；使用基于多波长的相位展开算法对得到的三组包裹相位进行相位解包裹，最终得到波长为1008的展开相位图，最终算得展开相位值φ1x,y为： 其中，Round为最近取整函数；S5：根据虚拟相机的内外参数，对展开相位进行极线校正；S6：对左右展开相位进行立体匹配，并获得左右展开相位对应匹配点的视差；使用改进后的SSD立体匹配算法得到匹配点的视差，具体包括如下：将SSD匹配算法改进为自适应局部匹配，根据算法自动框选出展开相位中的物体所在区域，仅在框选出的区域内进行立体匹配；S7：结合虚拟双目的内外参数，利用视差原理将视差转换为深度信息；S8：根据物体的三维空间坐标生成物体稠密的点云图，完成物体三维重建。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 天津工业大学 一种基于虚拟双目的条纹结构光三维重建方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD