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专利号: 2024105170799
申请人: 武汉工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可补偿阴影遮挡的双投影结构光三维重建方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、对待测物体进行同步双投影,根据相机采集的待测物体的叠加相移光栅图片计算出光栅图片的相对相位,并对相对相位进行解相位计算,得到两台数字投影仪所投影的绝对相位;

S2、根据绝对相位,并利用预先标定好的相位与高度的映射关系得到两组待测物体的高度;

S3、根据设置的阈值提取出一侧数字投影仪投影下的多个阴影区域,以阴影区域中每个像素为中心设定窗口,将窗口中的像素进行重新匹配为背景相位、目标物体相位或者阴影相位,并根据匹配结果重新赋值,根据赋值结果将多个阴影区域分为有效多个阴影区域和无效多个阴影区域;将有效阴影区域的高度替换为另一侧数字投影仪投影下待测物体相应区域的高度,以对有效阴影区域的高度进行补偿;

S4、将有效阴影区域补偿后的该侧投影对应的待测物体的整体三维坐标信息进行点云可视化;

该方法还包括步骤:预先对光栅图片进行预编码处理,限制其灰度值在0‑127.5内;并将预处理后的光栅图片按照一定的序列烧录在两台数字投影仪中。

2.根据权利要求1所述的可补偿阴影遮挡的双投影结构光三维重建方法,其特征在于,双投影时,两侧数字投影仪将预先标号的投影光栅图片按照不同的序列同时投影,相机进行同步采集。

3.根据权利要求1所述的可补偿阴影遮挡的双投影结构光三维重建方法,其特征在于,步骤S1中,具体根据六图分离法原理对叠加相移光栅进行分离并计算出光栅图片的相对相位。

4.根据权利要求1所述的可补偿阴影遮挡的双投影结构光三维重建方法,其特征在于,步骤S3中的阴影区域的分类具体包括以下步骤:将阴影区域的待评估阴影点置于n×n的窗口的正中心,若窗口中的像素i的绝对相位与背景相位匹配,则给该像素赋值为V,若窗口中的像素i的绝对相位 与目标物体相位匹配,则给该像素赋值为‑V,若窗口中的像素i的绝对相位 与阴影相位匹配,则给该像素赋值为0,其中V为正整数;根据新的赋值和各个像素到待评估阴影点之间的距离计算待评估阴影点的阴影像素系数,同理计算该阴影区域内所有阴影点的阴影像素系数,并根据所有阴影点的阴影像素系数计算整个该阴影区域的判别系数,若小于预设阈值,若是,则该阴影区域有效,否则为无效阴影区域。

5.根据权利要求1所述的可补偿阴影遮挡的双投影结构光三维重建方法,其特征在于,限制光栅图片的灰度最多为原来的一半。

6.一种可补偿阴影遮挡的双投影结构光三维重建系统,其特征在于,包括两台相同的数字投影仪与一台相机,其中相机位于两台投影仪中间,通过该系统实现权利要求1‑5中任一项所述的可补偿阴影遮挡的双投影结构光三维重建方法。

7.一种可补偿阴影遮挡的双投影结构光三维重建系统,其特征在于,包括:

预处理模块,用于预先对光栅图片进行预编码处理,限制其灰度值在0‑127.5内;并将预处理后的光栅图片按照一定的序列烧录在两台数字投影仪中;

绝对相位计算模块,用于对待测物体进行同步双投影,根据相机采集的待测物体的叠加相移光栅图片计算出光栅图片的相对相位,并对相对相位进行解相位计算,得到两台数字投影仪所投影的绝对相位;

高度计算模块,用于根据绝对相位并利用预先标定好的相位与高度的映射关系得到两组待测物体的高度;

阴影区域高度补偿模块,用于根据设置的阈值提取出一侧数字投影仪投影下的多个阴影区域,以阴影区域中每个像素为中心设定窗口,将窗口中的像素进行重新匹配为背景相位、目标物体相位或者阴影相位,并根据匹配结果重新赋值,根据赋值结果将多个阴影区域分为有效多个阴影区域和无效多个阴影区域;将有效阴影区域的高度替换为另一侧数字投影仪投影下待测物体相应区域的高度,以对有效阴影区域的高度进行补偿;

点云融合模块,用于将有效阴影区域补偿后的该侧投影对应的待测物体的整体三维坐标信息进行点云可视化。

8.一种计算机存储介质,其特征在于,其内存储有可被处理器执行的计算机程序,该计算机程序执行权利要求1‑5中任一项所述的可补偿阴影遮挡的双投影结构光三维重建方法。