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专利号: 2015107056712
申请人: 华侨大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种大视场结构光视觉测量中分区域Gamma预校正相位误差补偿方法,其特征在于,包括:首先统计出整个测量视场范围内Gamma值的分布情况,并根据要求的测量精度,设置允许的Gamma值变化阈值对测量区域进行自动划分,划分后采用不同的Gamma值对各区域进行预校正。

2.根据权利要求1所述的一种大视场结构光视觉测量中分区域Gamma预校正相位误差补偿方法,其特征在于:包括如下步骤:A1、计算机生成一组理想的灰度图像,灰度的变化范围[80,230],任意两幅相邻的灰度图像灰度值相差5阶,投影后通过相机采集该灰度图像,并分别提取出每幅灰度图像中每个像素位置的灰度值;

A2、采用最小二乘拟合法分别拟合图像上每个像素位置的Gamma值,构建Gamma值矩阵;

A3、采用自适应区域划分法对Gamma值矩阵进行自适应区域划分,使每个划分出的区域内的任意两个位置的Gamma值之差小于或等于给定的阈值;

A4、将各区域内的Gamma均值的倒数作为该区域对应的预编码值,从而采用多个预编码Gamma值对理想图像进行预校正,生成四步相移正弦光栅图像,计算获得精确相位值。

3.根据权利要求2所述的一种大视场结构光视觉测量中分区域Gamma预校正相位误差补偿方法,其特征在于:所述的A2中确定每个像素位置Gamma值的最小二乘拟合法的步骤为:B1、对相机采集到的每幅灰度图像中具有相同像素位置的灰度值,按照投影图像的顺序依次排列Ii(x,y),i∈[0,30],按照下式 k∈[0,30]计算出每个像素位置对应的一系列归一化的对数值;

B2、对每幅计算机生成的理想的灰度图像中具有相同像素位置的灰度值,按照投影图像的顺序依次排列 i∈[0,30],按照式 k∈[0,30]计算出每个像素位置对应的一系列归一化的对数值;

B3、按照下式 N=30计算

出图像中每个像素位置的Gamma值,并构建Gamma值矩阵,矩阵的大小与相机分辨率保持一致。

4.根据权利要求2所述的一种大视场结构光视觉测量中分区域Gamma预校正相位误差补偿方法,其特征在于:所述的A3中用于划分区域的自适应分区域法的步骤为:C1、调整硬件设备,使得投影中心在测量视场中心附近,并在投影中心附近搜索出Gamma矩阵的最小值γmin,以该最小值的位置作为区域划分中心,并根据要求的测量精度确定出Gamma值的最大变化量ΔG;

2

C2、在中心位置,以增量Δr为半径建立一个面积为Sarea1=π·r1,r1=p·Δr,p=

1,2,…,i,…n的区域,计算落在区域Sarea1中Gamma值的均值γ1,同时判断γ1是否小于γmin+ΔG,如果γ1小于γmin+ΔG,则p递增1扩大半径r1的值,重新建立区域Sarea1和计算区域Sarea1中的Gamma值的均值1,p不断递增直到满足γ1大于γmin+ΔG条件时,停止递2

增,此时p=i,建立第一个划分区域Sarea1=π·r1,此时r1=pΔr,计算区域Sarea1中的Gamma值的均值,记为γ1,划分出第一个区域Sarea1;

C3、在半径r1的基础上增加Δr,计算落在区域 r2=r1+Δr内的Gamma值的均值2,判断2是否小于γ1+ΔG,如果如果2小于γ1+ΔG,则半径继续以增量为Δr增加,同时继续判断落在区域Sarea2内的Gamma值的均值γ2,直到γ2大于γ1+ΔG,停止递增,建立第二个划分区域Sarea2,以此类推,可以建立所有满足要求的区域,完成区域自动划分。

5.根据权利要求2所述的一种大视场结构光视觉测量中分区域Gamma预校正相位误差补偿方法,其特征在于:所述的步骤4中采用多个Gamma预编码对理想图像进行校正的步骤为:D1、判断像素点对应的区域,根据 Gamma 值矩阵按照下式

生成相移正弦光栅图像,其中,n=1,2,3,

4……表示当前相移的步数,α∈(0,0.5],f表示余弦周期的频率,x表示当前像素的位置,N表示相移的总步数,表示当前像素点所对应的区域Gamma值的平均值;

D2、采用投影仪投射经过Gamm值预校正的正弦光栅图像,并采用相机捕获投射出来的正弦光栅图像,根据下式 分别计算出每个像素点位置的正确相位值,完成分区域Gamma预校正相位误差补偿。