整數(shù)線性規(guī)劃搜索法的雙頻正弦光柵絕對(duì)相位解包裹方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種整數(shù)線性規(guī)劃搜索法的雙頻正弦光柵絕對(duì)相位解包裹方法，根據(jù)傳統(tǒng)的雙頻解包裹原理，提出了關(guān)于相對(duì)相位、條紋級(jí)數(shù)的整數(shù)線性規(guī)劃法，建立對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)和約束條件；以變形的正弦光柵圖像為計(jì)算對(duì)象，采用該方法對(duì)其進(jìn)行遍歷搜索，可以快速準(zhǔn)確地找到條紋級(jí)數(shù)的整數(shù)對(duì)，從而達(dá)到解包裹的目的。本發(fā)明不要求高頻與低頻之間成一定的比例關(guān)系，擴(kuò)展了方法的使用范圍；不分先后順序，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻與低頻的同時(shí)解包裹，增強(qiáng)了方法的可操作性；不引入任何中間過度量和劃分子區(qū)間，簡(jiǎn)化了計(jì)算過程，大大減少了計(jì)算量，提高了運(yùn)算效率。
【專利說明】整數(shù)線性規(guī)劃搜索法的雙頻正弦光柵絕對(duì)相位解包裹方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)三維測(cè)量相關(guān)領(lǐng)域，涉及一種絕對(duì)相位展開的時(shí)域解包裹方法，尤其是涉及一種整數(shù)線性規(guī)劃搜索法的絕對(duì)相位解包裹方法，該方法可以對(duì)任意互為質(zhì)數(shù)的雙頻正弦結(jié)構(gòu)光柵條紋實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確地絕對(duì)相位展開。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字光柵投影技術(shù)具有非接觸、低成本、高精度和高效率等優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛的應(yīng)用在三維形貌測(cè)量中。該技術(shù)的關(guān)鍵之一是對(duì)變形的光柵條紋圖像的快速準(zhǔn)確解包裹(絕對(duì)相位展開)，即將相位值分布在[-1 ]區(qū)間的截?cái)嘞辔?相對(duì)相位)展開到[-f JI , f JI ] (f為光柵的頻率)區(qū)間的連續(xù)相位(絕對(duì)相位)。
[0003]在實(shí)際工程測(cè)量中，為了獲得可靠性強(qiáng)、精度高的絕對(duì)相位，時(shí)域解相位方法通常被廣泛應(yīng)用。一般利用光柵的模型和頻率的組合實(shí)現(xiàn)解包裹。已有的光柵模型:正弦結(jié)構(gòu)光柵、線性結(jié)構(gòu)光柵、彩色結(jié)構(gòu)光柵以及格雷碼等；光柵的頻率:單頻、雙頻和多頻。其中，對(duì)雙頻正弦結(jié)構(gòu)光柵而言，絕對(duì)相位獲取的數(shù)學(xué)模型為:
[0004]
【權(quán)利要求】
1.一種整數(shù)線性規(guī)劃搜索法的雙頻正弦光柵絕對(duì)相位解包裹方法，其特征在于:采用以下步驟: 步驟1:設(shè)計(jì)編碼，經(jīng)過N步相移，生成高頻fhigh、低頻互為質(zhì)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)雙頻正弦光柵條紋圖像2N幅，高頻正弦光柵條紋圖像J)、低頻正弦光柵條紋圖像/廣(x，y)各N幅；(x，y)為圖像中水平方向和垂直方向上的像素序列； 步驟2:利用投影儀將步驟I中生成的正弦光柵圖像/^ν)和依次投影到被測(cè)物體表面，并用攝像機(jī)采集被物體表面調(diào)制變形的正弦光柵圖像(lonC^ V)和/:.hsW); 步驟3:對(duì)步驟2中變形正弦光柵圖像/:' k>w(x,.v>)和公分別進(jìn)行高斯平滑濾波，并通過建立調(diào)制灰度函數(shù)，剔除變形的正弦光柵圖像中的背景無效像素信息，保留變形正弦光柵圖像的有效像素信息； 步驟4:將步驟3處理得到的變形正弦光柵圖像代入N步相移公式:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種整數(shù)線性規(guī)劃搜索法的雙頻正弦光柵絕對(duì)相位解包裹方法，其特征在于:步驟3中通過建立調(diào)制灰度函數(shù)，剔除變形的正弦光柵圖像中的背景無效像素信息，保留變形正弦光柵圖像的有效像素信息的過程為: 步驟3.1:建立高低頻率的正弦光柵條紋圖像的調(diào)制灰度函數(shù):
【文檔編號(hào)】G01B11/25GK104034285SQ201410292664
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】莫蓉, 盧津, 孫惠斌, 聶寇準(zhǔn), 蔣超峰 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)