CN106595502A - 一种基于结构光的运动补偿3d测量方法 - Google Patents

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顾庆毅
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Abstract

本发明公开了一种基于结构光的运动补偿3D测量方法，包括以下步骤：S1，采集图像：图像采集模块根据结构光法的原理采集运动目标的图像，获得光条三维图像，并且投影模块在同一时刻获得运动目标的光条二维畸变图像，所述光条三维图像和光条二维畸变图像通过数据传输模块传输给计算机处理模块；S2，计算机处理模块对光条三维图像和光条二维畸变图像进行编码，并对光条二维畸变图像进行解调得到包含高度信息的相位变化，根据三角法原理计算出运动目标的高度，S3，通过扫描设备测量运动目标的运动参数；S4，根据运动目标的运动参数。本发明可以实现对运动目标的快速3D成像，提高生产线效率，省去大量人工，可以广泛应用在生产中。

Description

一种基于结构光的运动补偿3D测量方法
技术领域
本发明涉及3D测量技术领域，尤其涉及一种基于结构光的运动补偿3D测量方法。
背景技术
近年来，三维测量技术在人体建模、模式识别、工业检测、逆向工程以及目标识别等领域得到了广泛应用，显示出了强大的商业前景。随着计算机技术以及光学半导体技术的发展，基于计算机视觉的结构光三维形态测量技术以其测量过程不直接接触被测物体、测量效率高等优势取得了巨大的发展。结构光编码方式总体上可分为时域结构光编码方式和空间结构光编码方式，时域结构光编码方式往往向被测物体投影多幅编码图像获取物体的三维形态信息，测量精度高，但是它往往只适用于静态物体三维测量。而空间结构光编码方式只需要向被测物体投影单个光栅图像，可以适用于运动物体三维测量，但是其编解码算法复杂，测量效率、精度较低。
目前自动化生产线3D检测技术效率低下，只能对静止目标进行高精度检测，为此我们发明了一种基于结构光的运动补偿3D测量方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于结构光的运动补偿3D测量方法。
本发明提出的一种基于结构光的运动补偿3D测量方法，包括以下步骤：
S1，采集图像：图像采集模块根据结构光法的原理采集运动目标的图像，获得光条三维图像，并且投影模块在同一时刻获得运动目标的光条二维畸变图像，所述光条三维图像和光条二维畸变图像通过数据传输模块传输给计算机处理模块；
S2，计算机处理模块对光条三维图像和光条二维畸变图像进行编码，并对光条二维畸变图像进行解调得到包含高度信息的相位变化，根据三角法原理计算出运动目标的高度，
S3，通过扫描设备测量运动目标的运动参数；
S4，根据运动目标的运动参数，通过对重建图像矩阵进行变换对运动目标的运动进行补偿，获得运动目标的3D数据；
S5，计算机处理模块分析运动目标的3D数据，即可完成运动目标的测量。
优选地，所述S4中，对运动目标的运动进行补偿具体为：首先在时刻t2设定物体上某一点坐标点(x，y)，接着根据物体运动速度信息v x，v y预测出上一时刻t1位于坐标点(x-v x·Δt，y-vy·Δt)，其中Δt＝t2-t1，此时若物体运动速度v x、vy已知，则可以直接利用运动补偿算法获取精确编码值。
优选地，所述图像采集模块为一个或多个摄像机。
优选地，所述图像采集模块、投影模块、扫描设备为同时工作，并在同一时间内将收集到的信息反馈给计算机处理模块。
优选地，所述S4中，通过对重建图像矩阵进行变换对运动目标的运动进行补偿是在FBP和ART算法中实现的。
本发明中，图像采集模块根据结构光法的原理采集运动目标的图像，获得光条三维图像，并且投影模块在同一时刻获得运动目标的光条二维畸变图像，通过光条三维图像和光条二维畸变图像可以快速对其编码，并计算出图像中运动目标的高度，再根据运动目标的运动参数进行运动补偿，使得测量结果更加精准，实现扫描效率与扫描精度的平衡，在连续投影与图像获取过程中，每获取一帧投影图像，即可对被测物体进行编解码，提高了运动目标3D测量效率，本发明可以实现对运动目标的快速3D成像，提高生产线效率，省去大量人工，可以广泛应用在生产生活中，适宜推广。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于结构光的运动补偿3D测量方法的编码图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
参照图1，本发明提出的一种基于结构光的运动补偿3D测量方法，包括以下步骤：
S1，采集图像：图像采集模块根据结构光法的原理采集运动目标的图像，获得光条三维图像，并且投影模块在同一时刻获得运动目标的光条二维畸变图像，所述光条三维图像和光条二维畸变图像通过数据传输模块传输给计算机处理模块；
S2，计算机处理模块对光条三维图像和光条二维畸变图像进行编码，并对光条二维畸变图像进行解调得到包含高度信息的相位变化，根据三角法原理计算出运动目标的高度，
S3，通过扫描设备测量运动目标的运动参数；
S4，根据运动目标的运动参数，通过对重建图像矩阵进行变换对运动目标的运动进行补偿，获得运动目标的3D数据；
S5，计算机处理模块分析运动目标的3D数据，即可完成运动目标的测量。
本发明中，所述S4中，对运动目标的运动进行补偿具体为：首先在时刻t2设定物体上某一点坐标点(x，y)，接着根据物体运动速度信息v x，v y预测出上一时刻t1位于坐标点(x-v x·Δt，y-vy·Δt)，其中Δt＝t2-t1，此时若物体运动速度v x、vy已知，则可以直接利用运动补偿算法获取精确编码值。所述图像采集模块为一个或多个摄像机。所述图像采集模块、投影模块、扫描设备为同时工作，并在同一时间内将收集到的信息反馈给计算机处理模块。所述S4中，通过对重建图像矩阵进行变换对运动目标的运动进行补偿是在FBP和ART算法中实现的。
本发明中，图像采集模块根据结构光法的原理采集运动目标的图像，获得光条三维图像，并且投影模块在同一时刻获得运动目标的光条二维畸变图像，通过光条三维图像和光条二维畸变图像可以快速对其编码，并计算出图像中运动目标的高度，再根据运动目标的运动参数进行运动补偿，使得测量结果更加精准，实现扫描效率与扫描精度的平衡，在连续投影与图像获取过程中，每获取一帧投影图像，即可对被测物体进行编解码，提高了运动目标3D测量效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于结构光的运动补偿3D测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，采集图像：图像采集模块根据结构光法的原理采集运动目标的图像，获得光条三维图像，并且投影模块在同一时刻获得运动目标的光条二维畸变图像，所述光条三维图像和光条二维畸变图像通过数据传输模块传输给计算机处理模块；
S2，计算机处理模块对光条三维图像和光条二维畸变图像进行编码，并对光条二维畸变图像进行解调得到包含高度信息的相位变化，根据三角法原理计算出运动目标的高度，
S3，通过扫描设备测量运动目标的运动参数；
S4，根据运动目标的运动参数，通过对重建图像矩阵进行变换对运动目标的运动进行补偿，获得运动目标的3D数据；
S5，计算机处理模块分析运动目标的3D数据，即可完成运动目标的测量。
2.根据权利要求1所述的一种基于结构光的运动补偿3D测量方法，其特征在于，所述S4中，对运动目标的运动进行补偿具体为：首先在时刻t2设定物体上某一点坐标点(x，y)，接着根据物体运动速度信息v x，v y预测出上一时刻t1位于坐标点(x-v x·Δt，y-vy·Δt)，其中Δt＝t2-t1，此时若物体运动速度v x、vy已知，则可以直接利用运动补偿算法获取精确编码值。
3.根据权利要求1所述的一种基于结构光的运动补偿3D测量方法，其特征在于，所述图像采集模块为一个或多个摄像机。
4.根据权利要求1所述的一种基于结构光的运动补偿3D测量方法，其特征在于，所述图像采集模块、投影模块、扫描设备为同时工作，并在同一时间内将收集到的信息反馈给计算机处理模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于结构光的运动补偿3D测量方法，其特征在于，所述S4中，通过对重建图像矩阵进行变换对运动目标的运动进行补偿是在FBP和ART算法中实现的。
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