一種正弦光柵最佳振幅強度的測量方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及3D檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種正弦光柵最佳振幅強度的測量方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]3D檢測，需要投影正弦光柵圖像，攝像機拍攝投影到物體表面的正弦光柵圖像，計算各點相位，確定物體各點高度。相位計算公式如下:
[0003]I (x, y) = A (x, y) +B (x, y) *Cos (Q)
[0004]其中，I (x, y)代表像素點灰度，A(x, y)代表背景亮度，B (x, y)代表正弦光柵的振幅強度，Q代表相位。
[0005]為了提高相位的精度，需要降低背景亮度A，提高振幅強度B。在實際應用中，經(jīng)常因為拍攝相機鏡頭焦距不合理，降低了相位Q測量精度。
[0006]為了提高相機拍攝正弦光柵圖像振幅強度B，通常做法是計算相鄰像素的灰度梯度，梯度大，相機拍攝正弦光柵圖像更清晰，拍攝正弦圖像的灰度振幅也大。但是有以下缺占.V.
[0007]1.正弦光柵圖像變化平滑，圖像分辨率越小，振幅強度B測量值越大；
[0008]2.被測物體表面不平滑，增大了振幅強度B測量值；
[0009]3.拍攝亮度不同，振幅強度B測量值顯著變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提出一種正弦光柵最佳振幅強度的測量方法及裝置，能夠提高相機拍攝正弦光柵圖像振幅強度，得到最佳的振幅強度測量值。
[0011]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0012]一種正弦光柵最佳振幅強度的測量方法，包括:
[0013]S1、獲取多組不同相位下的正弦光柵圖像；
[0014]S2、根據(jù)獲取的正弦光柵圖像，計算出各相素點的背景亮度A(x，y)和振幅強度B(x, y)，并利用公式k(x, y) = B(x, y)/A(x, y)計算出各像素點的單位背景亮度下的振幅強度K;
[0015]S3、通過調(diào)節(jié)拍攝相機焦距，以獲得最高振幅強度值K ;
[0016]其中，A(x，y)代表背景亮度，B(x，y)代表振幅強度，K代表單位背景亮度下的振幅強度。
[0017]其中，還包括:
[0018]S4、利用公式M(x, y) = A (x, y) +B (x, y)計算各像素點的最大灰度Μ,使M(x，y)無限接近常用像素灰度級H，以得到最合理背景亮度。
[0019]其中，通過相機拍攝放置在拍攝區(qū)域位置的一塊平面色卡標定板來獲得正弦光柵圖像。
[0020]其中，所述獲取多組不同相位下的正弦光柵圖像的實現(xiàn)方式為:
[0021]投影裝置按0，JI/2, H，3* /2移動條紋圖像，其中條紋周期為2 H，相機拍攝每次投射到平面色卡標定板上的正弦光柵圖像。
[0022]其中，所述背景亮度A(x，y)和振幅強度B(x，y)的計算公式如下:
[0023]由公式I(x，y) = A(x, y)+B(x, y)*cos(Q+a )，當 a 分別取值為 0，π/2, π，3* π/2，得到如下公式:
[0024]11 (χ, y) =A (χ, y) +B (χ, y) *Cos (Q) (I)
[0025]I2(x,y) = A (χ, y)-B (χ, y) *Sin (Q) (2)
[0026]Ι3(χ, y) = Α(χ, y)_B(x, y)*Cos(Q) (3)
[0027]I4(x,y) = A (χ, y)+B (χ, y) *Sin (Q) (4)
[0028]貝丨JB (χ, y) *Cos (Q) = 0.5* (II (x, y)—13 (x, y)) (5)
[0029]Β(χ, y)*Sin(Q) = 0.5*(Ι4(χ, y)_I2(x, y)) (6)
[0030]則B (χ, y) = 0.5* V (II (χ, y) -13 (χ, y))2+ (14 (χ, y) -12 (χ, y))2 (7)
[0031 ] A (χ, y) = 0.25* (I I (χ, y) +12 (χ, y) +13 (χ, y) +14 (χ, y)) (8)
[0032]其中，A(x，y)代表背景亮度，B(x，y)代表振幅強度，I(x，y)代表像素點灰度，Q代表相位。
[0033]一種正弦光柵最佳振幅強度的測量裝置，包括:
[0034]數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取多組不同相位下的正弦光柵圖像；
[0035]數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)獲取的正弦光柵圖像，計算出各相素點的背景亮度A(x，y)和振幅強度B(x, y)，并利用公式k(x, y) = B(x, y)/A(x, y)計算出各像素點的單位背景亮度下的振幅強度K;
[0036]最佳振幅強度計算單元，用于通過調(diào)節(jié)拍攝相機焦距，以獲得最高振幅強度值K ;
[0037]其中，A(x，y)代表背景亮度，B(x，y)代表振幅強度，K代表單位背景亮度下的振幅強度。
[0038]其中，還包括:
[0039]最佳背景亮度計算單元，用于利用公式M(x, y) = A(x, y)+B (x, y)計算各像素點的最大灰度M，使M(x，y)無限接近常用像素灰度級H，以得到最合理背景亮度。
[0040]其中，通過相機拍攝放置在拍攝區(qū)域位置的一塊平面色卡標定板來獲得正弦光柵圖像。
[0041]其中，所述獲取多組不同相位下的正弦光柵圖像的實現(xiàn)方式為:
[0042]投影裝置按0，/2，，3* /2移動條紋圖像，其中條紋周期為2 π，相機拍攝每次投射到平面色卡標定板上的正弦光柵圖像。
[0043]其中，所述背景亮度A(x，y)和振幅強度B(x，y)的計算公式如下:
[0044]由公式I(x，y) = A(x, y)+B(x, y)*cos(Q+a )，當 a 分別取值為 0，π/2, π，3* π/2，得到如下公式:
[0045]11 (χ, y) =A (χ, y) +B (χ, y) *Cos (Q) (I)
[0046]I2(x,y) = A (χ, y)-B (χ, y) *Sin (Q) (2)
[0047]Ι3(χ, y) = Α(χ, y)_B(x, y)*Cos(Q) (3)
[0048]14 (χ, y) = A (χ, y)+B (χ, y) *Sin (Q) (4)
[0049]貝丨JB (x, y) *Cos (Q) = 0.5* (II (x, y) -13 (x, y)) (5)
[0050]B (x, y) *Sin (Q) = 0.5* (14 (x, y) -12 (x, y)) (6)
[0051]貝丨JB (x, y) = 0.5* V (I I (x, y) -13 (x, y))2+ (14 (x, y) -12 (x, y))2 (7)
[0052]A (x, y) = 0.25* (I I (x, y) +12 (x, y) +13 (x, y) +14 (x, y)) (8)
[0053]其中，A(x，y)代表背景亮度，B(x，y)代表振幅強度，I(x，y)代表像素點灰度，Q代表相位。
[0054]有益效果:
[0055]本發(fā)明所述的一種正弦光柵最佳振幅強度的測量方法，包括:S1、獲取多組不同相位下的正弦光柵圖像；S2、根據(jù)獲取的正弦光柵圖像，計算出各相素點的背景亮度A(x，y)和振幅強度B(x, y)，并利用公式k(x, y) = B(x, y)/A(x, y)計算出各像素點的單位背景亮度下的振幅強度K ;S3、通過調(diào)節(jié)拍攝相機焦距，以獲得最高振幅強度值K;其中，A(x，y)代表背景亮度，B(x，y)代表振幅強度，K代表單位背景亮度下的振幅強度。通過采用本發(fā)明所述的技術(shù)方案，能夠提高相機拍攝正弦光柵圖像振幅強度，得到最佳的振幅強度測量值。具有以下優(yōu)點:圖像分辨率、亮度變化、物體表面不平滑對測量振幅均無影響，而且進一步可以指導選擇合理背景亮度，保證灰度不溢出。
【附圖說明】
[0056]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】提供的一種正弦光柵最佳振幅強度的測量方法的流程圖。
[0057]圖2是本發(fā)明【具體實施方式】提供的一種正弦光柵最佳振幅強度的測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0058]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0059]實施例1:
[0060]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】提供的一種正弦光柵最佳振幅強度的測量方法的流程圖。如圖1所示，本發(fā)明所述的一種正弦光柵最佳振幅強度的測量方法，包括:
[0061]S1、獲取多組不同相位下的正弦光柵圖像；
[0062]S2、根據(jù)獲取的正弦光柵圖像，計算出各相素點的背景亮度A(x，y)和振幅強度B(x, y)，并利用公式k(x, y) = B(x, y)/A(x, y)計算出各像素點的單位背景亮度下的振幅強度K;
[0063]S3、通過調(diào)節(jié)拍攝相機焦距，以獲得最高振幅強度值K ;
[0064]其中，A(x，y)代表背景亮度，B(x，y)代表振幅強度，K代表單位背景亮度下的振幅強度。
[0065]通過采用本發(fā)明所述的技術(shù)方案，能夠提高相機拍攝正弦光柵圖像振幅強度，得到最佳的振幅強度測量值。本技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:圖像分辨率、亮度變化、物體表面不平滑對測量振幅均無影響。
[0066]在本方案中，所述方法，還包括:
[0067]S4、利用公式M(x, y) = A (x, y) +B (x, y)計算各像素點的最大灰度Μ,使M(x，y)無限接近常用像素灰度級H，以得到最合理背景亮度?？梢?，進一步可以指導選擇合理背景亮度，保證灰度不溢出。
[0068]本方式是通過相機拍攝放置在拍攝區(qū)域位置的一塊平面色卡標定板來獲得正弦光柵圖像。
[0069]3D檢測，需要投影正弦光柵圖像，攝像機拍攝投影到物體表面的正弦光柵圖像，計算各點相位，確定物體各點高度。相位計算公式如下:
[0070]I (x, y) = A (x, y) +B (x, y) *Cos (Q)
[0071]其中，I (x, y)代表像素點灰度，A(x, y)代表背景亮度，B (x, y)代表正弦光柵的振幅強度，Q代表相位。在本方案中，所述獲取多組不同相位下的正弦光柵圖像的實現(xiàn)方式為:投影裝置按0，JI/2, I 3* /2移動條紋圖像，其中條紋周期為2 H，相機拍攝每次投射到平面色卡標定板上的正弦光柵圖像。所述背景亮度A(x，y)和振幅強度B(x，y)的計算公式如下:
[0072]由公式I(x，y) = A(x, y)+B(x, y)*cos(Q+a )，當 a 分別取值為 0，π/2, π，3* π/2，得到如下公式:
[0073]11 (χ, y) =A (χ, y) +B (χ, y) *Cos (Q) (I)
[0074]I2(x,y) = A (χ, y)-B (χ, y) *Sin (Q) (2)
[0075]Ι3(χ, y) = Α(χ, y)_B(x, y)*Cos(Q) (3)
[0076]Ι4(χ, y) = Α(χ, y)+B(x, y)*Sin(Q) (4)
[0077]則Β(χ, y)*Cos(Q) = 0.5*(Ι1 (χ, y)_I3(x, y)) (5)
[0078]B (χ, y) *Sin (Q) = 0.5* (14 (x, y) -12 (x, y)) (6)
[0079]則B (χ, y) = 0.5* V (II (χ, y) -13 (χ, y))2+ (14 (χ, y) -12 (χ, y))2 (7)
[0080]A (χ, y) = 0.25* (I