用于條紋投射三維形貌測量的ccd同步圖像采集方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于條紋投射三維形貌測量的CCD同步圖像采集方法，涉及條紋投射三維形貌測量領(lǐng)域，所述方法包括：對測量臂壓電陶瓷注入正弦驅(qū)動電壓信號，獲取被測物體表面的時變條紋信號，并按貝塞爾函數(shù)展開；利用時序控制器生成的圖像的讀出時序信號，上升沿觸發(fā)上位機從面陣CCD相機中讀取圖像，在正弦相位調(diào)制周期內(nèi)對時變條紋信號進行積分，在連續(xù)兩個調(diào)制周期內(nèi)，依次得到四幅條紋圖像對應的強度E1、E3、E2和E4；通過四幅條紋圖像的強度獲取條紋圖像的相位分布函數(shù)。本方法解決了正弦相位調(diào)制同步積分算法的圖像采集難題，為使用正弦相位調(diào)制同步積分算法的提取條紋圖像相位掃除了障礙。該同步圖像采集方法簡單、快速、可靠。
【專利說明】用于條紋投射三維形貌測量的CCD同步圖像采集方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及條紋投射三維形貌測量領(lǐng)域，尤其涉及一種用于條紋投射三維形貌測量的CCD同步圖像采集方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的高速發(fā)展與科技的不斷進步，快速、精確地獲取物體的三維輪廓信息俞顯重要。與傳統(tǒng)的二維圖像信息相比，物體的三維信息能夠更全面、真實地反映客觀物體，為人們提供更多的信息量。三維形貌測量技術(shù)是一種先進的精密測量技術(shù)是當前研究的熱點與重點。光學三維形貌測量技術(shù)結(jié)合多個現(xiàn)代科學學科，從圖像中通過特定算法提取形貌信息，并通過處理來恢復三維形貌。
[0003]基于條紋投射方式的三維形貌測量技術(shù)具有高精度、非接觸、速度快、測量范圍廣、適合動態(tài)測量等突出優(yōu)點，在質(zhì)量檢測、反向工程、身份認證、病理診斷、文物測量、文化影視等領(lǐng)域有廣泛的應用。在相位提取方法方面，相移干涉法測量范圍大、測量精度高，但是在測量時需要采集三幅以上的條紋圖，使得測量速度不高，不適用于動態(tài)物體測量；傅里葉變換輪廓術(shù)算法僅需一或兩幅受待測物體表面形貌調(diào)制的條紋圖像，即可完成待測物體表面三維形貌的重建，適于動態(tài)測量，但該方法對圖像質(zhì)量及條紋頻率有很高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種用于條紋投射三維形貌測量的CCD同步圖像采集方法，本發(fā)明采用正弦相位調(diào)制同步積分算法提取條紋圖像的相位，進而重建待測物體表面三維形貌，詳見下文描述:
[0005]一種用于條紋投射三維形貌測量的CCD同步圖像采集方法，所述方法包括以下步驟:
[0006](I)對測量臂壓電陶瓷注入正弦驅(qū)動電壓信號M(t)，獲取被測物體表面的時變條紋信號s (x, y, t)，并按貝塞爾函數(shù)展開；
[0007](2)利用時序控制器生成的圖像的讀出時序信號，上升沿觸發(fā)上位機從面陣CCD相機中讀取圖像，在正弦相位調(diào)制周期內(nèi)對時變條紋信號進行積分，在連續(xù)兩個調(diào)制周期內(nèi)，依次得到四幅條紋圖像對應的強度E1、E3、E2和E4 ；
[0008](3)通過四幅條紋圖像的強度獲取條紋圖像的相位分布函數(shù)Φ (X，y)。
[0009]四幅條紋圖像的強度具體為:
【權(quán)利要求】
1.一種用于條紋投射三維形貌測量的CCD同步圖像采集方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)對測量臂壓電陶瓷注入正弦驅(qū)動電壓信號M(t)，獲取被測物體表面的時變條紋信號s (x, y, t)，并按貝塞爾函數(shù)展開； (2)利用時序控制器生成的圖像的讀出時序信號，上升沿觸發(fā)上位機從面陣CCD相機中讀取圖像，在正弦相位調(diào)制周期內(nèi)對時變條紋信號進行積分，在連續(xù)兩個調(diào)制周期內(nèi)，依次得到四幅條紋圖像對應的強度Ep E3、E2和E4 ； (3)通過四幅條紋圖像的強度獲取條紋圖像的相位分布函數(shù)Φ(x，y)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于條紋投射三維形貌測量的CCD同步圖像采集方法，其特征在于，四幅條紋圖像的強度具體為:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于條紋投射三維形貌測量的CCD同步圖像釆集方法，其特征在于，所述相位分布函數(shù)Φ (x, y)具體為:

【文檔編號】G01B11/25GK104019768SQ201410249483
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】段發(fā)階, 伯恩, 呂昌榮, 馮帆, 傅驍, 鄧震宇 申請人:天津大學