CN114166150A - 一种条纹反射三维测量方法、***及存储介质 - Google Patents

Abstract

一种条纹反射三维测量方法、***及存储介质，根据格雷码编码得到多幅横向和纵向的二值条纹显示图像；分别获取多幅二值条纹反射图像；分别提取多幅横向和纵向的二值条纹反射图像的第二边缘线；分别根据多幅横向和纵向的二值条纹反射图像进行格雷码解码，获得第二边缘线的序号；获取待测点的图像坐标以及第二格雷码坐标，获取对应第二格雷码坐标的显示屏坐标；根据显示屏坐标以及图像坐标，获取待测点的梯度数据；重建第一表面的三维形貌数据。可见使用二值条纹对显示图像坐标进行编码，原理上就免疫了连续相位调制的相机和显示器Gamma效应引起的误差，二值条纹的状态只有0和1没有中间态，提高了抗噪能力，实现三维重建质量的提高。

Description

一种条纹反射三维测量方法、***及存储介质

技术领域

本发明涉及三维测量技术领域，具体涉及一种条纹反射三维测量方法、***及存储介质。

背景技术

传统的条纹反射三维测量对相位条纹的正弦性和对比度要求较高，而上述正弦性以及对比度的高要求，在类镜面工件中(半透明物体表面、浅色类镜面表面等)实现难度大。

在测量中，相机直接对焦在待测物体表面，这时条纹图像因离焦而变模糊，导致条纹对比度降低，信噪比降低，影响了相位测量精度，而由于测量***中显示器的亮度为了适应人眼的感光度经常是做了Gamma校正，导致相位的非线性误差明显增大，降低了测量***的全局精度。

为了降低相位条纹质量低引起的误差，通常的做法是提高相移的步数和提高曝光时间或提高显示器的亮度，比如8步相移甚至更高，这些参数的提高会显著降低测量的速率或者大幅度提高硬件的成本，同时对于颜色较丰富的类镜面表面，会出现局部过曝或过暗的情况，导致重建效果不理想。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是现有的条纹反射三维测量重建效果不理想的问题。

根据第一方面，一种实施例中提供一种条纹反射三维测量方法，包括：

根据格雷码编码得到多幅横向和纵向的二值条纹显示图像；其中，多幅二值条纹显示图像用于确定条纹的第一边缘线的序号，第一边缘线包括横向和纵向的边缘线；第一边缘线构成第一格雷码坐标；

分别获取多幅横向和纵向的二值条纹显示图像经待测物体的第一表面反射的多幅横向和纵向的二值条纹反射图像；

分别提取多幅横向和纵向的二值条纹反射图像的第二边缘线，第二边缘线包括横向和纵向的边缘线；分别根据多幅横向和纵向的二值条纹反射图像进行格雷码解码，获得第二边缘线的序号；第二边缘线构成第二格雷码坐标，第二边缘线对应第一边缘线，第二格雷码坐标对应第一格雷码坐标；

获取二值条纹反射图像中的待测点的图像坐标以及第二格雷码坐标，获取二值条纹显示图像中对应第二格雷码坐标的显示屏坐标；

根据显示屏坐标以及图像坐标，获取待测点在预设正交方向的梯度数据；

根据梯度数据，重建第一表面的三维形貌数据。

根据第二方面，一种实施例中提供一种条纹反射三维测量***，包括：

显示器，用于接收处理终端发送的多幅横向和纵向的二值条纹显示图像，显示二值条纹显示图像；

待测物体，用于将二值条纹显示图像反射至相机的拍摄范围；

相机，用于获取待测物体的第一表面的图像，生成对应二值条纹显示图像的二值条纹反射图像；

处理终端，用于根据格雷码编码得到多幅横向和纵向的二值条纹显示图像，其中，多幅二值条纹显示图像用于确定条纹的第一边缘线的序号，第一边缘线包括横向和纵向的边缘线；第一边缘线构成第一格雷码坐标；向显示器发送二值条纹显示图像，获取二值条纹反射图像；分别获取多幅横向和纵向的二值条纹显示图像经待测物体的第一表面反射的多幅横向和纵向的二值条纹反射图像；分别提取多幅横向和纵向的二值条纹反射图像的第二边缘线，第二边缘线包括横向和纵向的边缘线；分别根据多幅横向和纵向的二值条纹反射图像进行格雷码解码，获得第二边缘线的序号；第二边缘线构成第二格雷码坐标，第二边缘线对应第一边缘线，第二格雷码坐标对应第一格雷码坐标；获取二值条纹反射图像中的待测点的图像坐标以及第二格雷码坐标，获取二值条纹显示图像中对应第二格雷码坐标的显示屏坐标；根据显示屏坐标以及图像坐标，获取待测点的梯度数据；根据梯度数据，重建第一表面的三维形貌数据。

根据第三方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，介质上存储有程序，程序能够被处理器执行以实现如第一方面所述的条纹反射三维测量方法。

依据上述实施例的条纹反射三维测量方法、***及存储介质，条纹反射三维测量方法根据格雷码编码得到多幅横向和纵向的二值条纹显示图像；分别获取多幅横向和纵向的二值条纹显示图像经待测物体的第一表面反射的多幅横向和纵向的二值条纹反射图像；分别提取多幅横向和纵向的二值条纹反射图像的第二边缘线，第二边缘线包括横向和纵向的边缘线；分别根据多幅横向和纵向的二值条纹反射图像进行格雷码解码，获得第二边缘线的序号；第二边缘线构成第二格雷码坐标，第二边缘线对应第一边缘线，第二格雷码坐标对应第一格雷码坐标；获取二值条纹反射图像中的待测点的图像坐标以及第二格雷码坐标，获取二值条纹显示图像中对应第二格雷码坐标的显示屏坐标；根据显示屏坐标以及图像坐标，获取待测点在预设正交方向的梯度数据；根据梯度数据，重建第一表面的三维形貌数据。可见使用二值条纹对显示图像坐标进行编码，原理上就免疫了连续相位调制的相机和显示器Gamma效应引起的误差，二值条纹的状态只有0和1没有中间态，从理论上就提高了抗噪能力，实现三维重建质量的提高。

附图说明

图1为一种实施例提供的条纹反射三维测量***的结构示意图；

图2为一种实施例提供的条纹反射三维测量方法的流程图；

图3与图5为一种实施例提供的二值条纹显示图像/二值条纹反射图像的示意图；

图4与图6为一种实施例提供的第一边缘线/第二边缘线的示意图；

图7为一种实施例提供的第一格雷码坐标/第二格雷码坐标的示意图；

图8为一种实施例提供的二值条纹显示图像和二值条纹反射图像的示意图；

图9为一种实施例提供的正序列反射图像和反序列反射图像的示意图；

图10为一种实施例提供的中心线的示意图；

图11为一种实施例提供的条纹反射三维测量方法的示意图。

附图标记：10-显示器；20-待测物体；30-相机；40-处理终端。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

传统的条纹反射测量，使用相移法对显示器坐标进行相位编码，测量精度受到相位精度的影响，而相位精度又受随机噪声和非线性误差影响，其中非线性误差最大的来源是显示器和相机的非线性响应，一般称为Gamma效应，且相移法的测量精度也容易受到低频环境光的干扰，对测量环境有明显的要求，限制了其在在线检测领域的推广。

传统的条纹反射测量技术，LCD显示器投的是正弦条纹。CCD相机记录的是条纹虚像，为实现对待测物体表面的精确测量，实验中CCD相机直接对焦在待测物体表面，这时条纹像因离焦而变模糊，导致条纹对比度降低，信噪比降低，影响了相位测量精度，而由于测量***中显示器的亮度为了适应人眼的感光度经常是做了Gamma调整，导致相位的非线性误差明显增大，降低了测量***的全局精度，并且相机对光线的响应也并不是线性的，这也会引入非线性误差，使全局精度难以提高。

如图1与图2所示，本发明提出一种基于二值条纹的条纹反射三维测量方法以及***，从原理上消除显示器10和相机30的Gamma效应引起的非线性误差，从而提高了***的全局测量精度。

在本申请中，二值条纹显示图像为显示器10显示的图像，图像的像素分辨率根据具体的显示器10决定，图像的来源可以是通过显示条纹控制器或者计算机等处理终端40产生，或者是预设好的图像，通过处理终端40发送至显示器10进行显示即可。

在本申请中，二值条纹反射图像，为相机30对待测物体20的第一表面进行拍摄获取的图像，每一幅二值条纹显示图像对应形成一幅二值条纹反射图像。

在本申请中，上述二值条纹显示图像以及二值条纹反射图像均为条纹图像，例如，条纹为黑白条纹，条纹之间具有边缘线，二值条纹显示图像以及二值条纹反射图像中的第一边缘线或第二边缘线，包括了条纹的边缘线，还可以包括基于条纹的边缘线产生的其他线，如中心线，等分线。对应横向与纵向的二值条纹，第一边缘线与第二边缘线也对应具有横向与纵向的边缘线，多个边缘线通过格雷码编码编写序号，对应形成格雷码坐标。

在本申请中，显示器10的显示屏中显示的二值条纹显示图像中任一点，均能以显示屏坐标的形式表示出在显示屏中的位置，定义为显示屏坐标。显示屏中每个显示像素点具有一个像素坐标，每个像素具有像素尺寸，显示屏坐标为像素坐标与像素尺寸的乘积。相机30拍摄形成的二值条纹反射图像中的任一点，在二值条纹反射图像上也均能以像素点的像素坐标的形式表示出在二值条纹反射图像中的位置，定义为图像坐标。

实施例一：

请参考图1，本申请提供一种条纹反射三维测量***，包括显示器10、待测物体20、相机30以及处理终端40。

上述显示器10用于接收处理终端40发送的多幅横向和纵向的二值条纹显示图像，显示二值条纹显示图像。其中，根据实际使用的场景，显示器10可以是彩色显示器，此时对应的相机30为彩色相机。

上述待测物体20用于将二值条纹显示图像反射至相机30的拍摄范围，待测物体20的第一表面为镜面或类镜面。

上述相机30用于获取待测物体20的第一表面的图像，生成对应二值条纹显示图像的二值条纹反射图像。

上述处理终端40用于根据格雷码编码得到多幅横向和纵向的二值条纹显示图像，其中，多幅二值条纹显示图像用于确定条纹的第一边缘线的序号，第一边缘线包括横向和纵向的边缘线；第一边缘线构成第一格雷码坐标，根据格雷码和十进制码的转换关系以及显示器10的显示屏的像素尺寸得到显示屏坐标；向显示器10发送二值条纹显示图像，获取二值条纹反射图像；分别获取多幅横向和纵向的二值条纹显示图像经待测物体20的第一表面反射的多幅横向和纵向的二值条纹反射图像；分别提取多幅横向和纵向的二值条纹反射图像的第二边缘线，第二边缘线包括横向和纵向的边缘线；分别根据多幅横向和纵向的二值条纹反射图像进行格雷码解码，获得第二边缘线的序号；第二边缘线构成第二格雷码坐标，第二边缘线对应第一边缘线，第二格雷码坐标对应第一格雷码坐标；获取二值条纹反射图像中的待测点的第二格雷码坐标以及图像坐标，获取二值条纹显示图像中对应第二格雷码坐标的显示屏坐标；根据显示屏坐标以及图像坐标，结合***标定的参数，可获取待测点在预设正交方向的梯度数据；根据梯度数据和积分重建算法可重建第一表面的三维形貌数据。其中，处理终端40可以包括生成二值条纹显示图像的部分，如显示条纹控制器或计算机通过软件生成，还可以包括计算机，计算机用于对图像进行处理，以实现重建第一表面的三维形貌数据。

因此，二值条纹显示图像与二值条纹反射图像的对应点的格雷码坐标可直接通过条纹解码获得，再根据条纹反射测量***的几何标定可确定相机30与参考平面、显示器40的位姿关系，得到显示屏坐标以及图像坐标，进而可根据条纹边缘在物体表面的变形量求解出物体表面的预设正交方向上的梯度信息，即可通过积分重建算法重建出物体表面的三维形貌信息。

下面就条纹反射三维测量***进行条纹反射三维测量方法的具体过程进行阐述，如图2所示，包括如下步骤：

步骤1：根据格雷码编码得到多幅横向和纵向的二值条纹显示图像；其中，多幅二值条纹显示图像用于确定条纹的第一边缘线的序号，第一边缘线包括横向和纵向的边缘线；第一边缘线构成第一格雷码坐标。

如图3与图5所示，以横向与纵向的二值条纹显示图像分别为四幅为例，根据格雷码编码规则，可以得到图3所示的4幅纵向的二值条纹显示图像，每幅二值条纹显示图像包括黑白条纹，为了便于观察到条纹的边缘线，附图中以阴影填充表示纯黑色条纹。为了便于描述，以二值条纹显示图像进行说明，可以表示为横向或纵向的二值条纹显示图像，还可以是横向与纵向的二值条纹显示图像。对于RGB三通道图像而言，白色填充也可以表示红绿蓝三种颜色。

如图3至图6所示，对应每幅二值条纹显示图像而言，黑条纹与白条纹之间可以确定边缘线，每两幅二值条纹显示图像之间的黑条纹与白条纹也可以确定边缘线，在本申请中，第一边缘线可以包括上述两种情况确定的边缘线，通过第一边缘线，可以构建出如图7所示的坐标；每条第一边缘线，可以通过格雷码编码进行序号的编写，将上述由二值条纹显示图像确定的坐标系定义为第一格雷码坐标。如图所示，四幅二值条纹显示图像之间一共包含有2⁴-1＝15个边缘。

由此，对于每幅二值条纹显示图像，每条第一边缘线均具有序号，横纵两条第一边缘线的交点均可以用第一格雷码坐标进行表示。可以是按照如下公式进行求取格雷码序号，序号k为：k＝2^n-i+((G₀G₁G₂…G_i-1)₂)₁₀*2^n-i+1，n为二值条纹显示图像的幅数，i为二值条纹显示图像的序数，i＝1,2…n。

由于每幅二值条纹显示图像通过显示器10进行显示，因此，二值条纹显示图像的空间尺寸大小由显示器10的显示屏的尺寸决定，每个横纵两条第一边缘线的交点，在显示器10中均对应有一个像素点坐标位置，进而根据显示器10的像素点尺寸大小可获得显示屏坐标，对于确定的二值条纹显示图像，可以理解为显示屏坐标与第一格雷码坐标之间存在对应关系。也就是说，根据格雷码和十进制码的转换关系可以得到第一格雷码坐标，根据第一格雷码坐标以及显示屏的像素尺寸可得到显示屏坐标。

步骤2：分别获取多幅横向和纵向的二值条纹显示图像经待测物体20的第一表面反射的多幅横向和纵向的二值条纹反射图像。

具体的，通过显示器10将预设的二值条纹显示图像，按照格雷码编码顺序进行显示，每显示一幅二值条纹显示图像，通过相机30对待测物体20的第一表面进行一次拍摄，从而获取到横向与纵向的二值条纹反射图像。显示二值条纹显示图像可以按照格雷码编码的顺序，也可以是，将获取二值条纹反射图像按照格雷码编码的顺序进行排列。

步骤3：分别提取多幅横向和纵向的二值条纹反射图像的第二边缘线，第二边缘线包括横向和纵向的边缘线；分别根据多幅横向和纵向的二值条纹反射图像进行格雷码解码，获得第二边缘线的序号；第二边缘线构成第二格雷码坐标，第二边缘线对应第一边缘线，第二格雷码坐标对应第一格雷码坐标。

上述第二边缘线对应上述第一边缘线，其包括的边缘线与第一边缘线相对应，对应每幅二值条纹反射图像而言，黑条纹与白条纹之间可以确定边缘线，每两幅二值条纹反射图像之间的黑条纹与白条纹也可以确定边缘线，在本申请中，第二边缘线包括上述两种情况确定的边缘线，通过第二边缘线，可以构建出如图7所示的坐标，每条第二边缘线，可以通过格雷码编码进行序号的编写，将上述由二值条纹反射图像确定的坐标系定义为第二格雷码坐标。

如图9所示，条纹反射***的显示器10经过待测物体20反射在相机30成像上往往是离焦的，条纹间距过小将导致边缘模糊，从而降低定位精度，针对这个问题，

在一种可能的实现方式中，二值条纹显示图像可以包括正序列显示图像(如图9中的A)以及反序列显示图像(如图9中的B)；二值条纹反射图像可以包括对应的正序列反射图像以及反序列反射图像；上述分别提取多幅横向和纵向的二值条纹反射图像的第二边缘线，包括：

步骤31：分别根据横向的正序列反射图像以及反序列反射图像，以及纵向的正序列反射图像以及反序列反射图像，确定横向和纵向条纹的边缘线的位置，第二边缘线包括条纹的边缘线。

步骤32：提取正序列反射图像或反序列反射图像的第二边缘线的位置。

可见，本实施例提出一种基于正反条纹的边缘交点定位方法，即使条纹模糊和过度曝光也能精确定位。具体实施为：正序列反射图像的边缘灰度值从0-255渐变，反序列反射图像的边缘灰度值从255-0渐变，每一幅二值条纹显示图像都有对应的反相图案，正反条纹的灰度值交点即为真正的边缘点，如图9所示，为相机30拍摄到的实际条纹，由于离焦效应轮廓边缘变得模糊，而通过正反条纹的灰度值交点即可精确定位出边缘线的位置。分别根据横向和纵向的正序列反射图像以及反序列反射图像，可以获得横向条纹的边缘线以及纵向条纹的边缘线。如图9所示的纵向的正序列显示图像以及反序列显示图像，可以获得纵向的条纹的边缘线。

在一种可能的实现方式中，如图10所示，第一边缘线包括二值条纹显示图像的条纹的边缘线以及条纹的边缘线的中心线；对应第二边缘线包括二值条纹反射图像的条纹的边缘线以及条纹的边缘线的中心线。本实施例基于上述采用二值条纹进行边缘线定位的基础上，提出一种提高边缘线密度的技术方案。

上述分别提取多幅横向和纵向的二值条纹反射图像的第二边缘线，可以包括：

步骤33：分别提取横向和纵向二值条纹图像中条纹的边缘线。

步骤34：根据条纹的边缘线，得到条纹的边缘线的中心线，第二边缘线包括条纹的边缘线以及条纹的边缘线的中心线。

可见，通过将中心线也作为边缘线，提高反射测量方法(即偏折术)测量的测量点密度。基于上述反射测量方法的格雷码编码确定的边缘线(包括第一边缘线以及第二边缘线)，提出结合线移的中心线定位，将点密度提高了2倍，达到0.5个条纹间距，将测量点数扩大了4倍。

步骤4：获取二值条纹反射图像中的待测点的图像坐标以及第二格雷码坐标，获取二值条纹显示图像中对应第二格雷码坐标的显示屏坐标。

如图8所示，由待测物体20第一表面反射的二值条纹反射图像，一般轮廓与待测物体20相关，二值条纹反射图像的任一待测点，并无法知道对应二值条纹显示图像的位置。因此，本申请通过格雷码编码的方式，通过多幅二值条纹反射图像进行格雷码解码，可以获得第二边缘线的序号，由此可以获得横纵两条第二边缘线的交点的第二格雷码坐标。由于第二格雷码坐标与第一格雷码坐标对应，因此，可以获得二值条纹反射图像的待测点在二值条纹显示图像的显示屏坐标。处理终端40可以直接获取到二值条纹反射图像的待测点在二值条纹反射图像的像素点位置(即图像坐标)。

步骤5：根据显示屏坐标以及图像坐标，结合条纹反射***的几何标定参数，获取待测点在预设正交方向的梯度数据。具体为，根据图像坐标以及条纹反射***的几何标定参数，得到参考显示屏坐标；根据参考显示屏坐标以及对应第一格雷码坐标的显示屏坐标，获取待测点在预设正交方向的梯度数据。

假设待测物体20的第一表面为平面的情况下，二值条纹反射图像中的条纹的边缘也会是笔直无形变，在此基础上，经过***的几何标定，可确定二值条纹反射图像的任一像素点的图像坐标与二值条纹显示图像中的对应的像素点的显示屏坐标之间的对应关系，也就是说，可确定图像坐标与显示屏坐标的对应关系。此时，将第一表面为平面的情况下，与图像坐标对应的显示屏坐标定义为参考显示屏坐标。

具体为，假设显示器10的显示屏的尺寸为50cm×50cm，对于一个预设的原点，二值条纹显示图像的每个点距离原点均能以显示屏坐标(X1cm，Y1cm)表示。对于二值条纹反射图像，定义一个预设的原点，二值条纹反射图像的每个点距离原点均能以图像坐标(X2，Y2)表示。可见，对于一个固定的条纹反射三维测量***，显示器10的显示屏的二值条纹显示图像经反射后被相机获取，二值条纹反射图像的图像坐标为确定值。例如，图像坐标假设为(0.5，0.5)的待测点，在第一表面为平面的情况下，结合***的几何标定，理想的参考显示屏坐标为(1cm，1cm)。

如图8所示，而待测物体20的第一表面不平整时，这个对应关系将发生改变，通过计算改变量，再结合***的几何标定，即可确定第一表面的梯度变化量，即梯度数据。

例如，如图11所示，***几何参数和相机内参已经过标定，具体的计算过程可以为：将显示屏像素坐标编码为横竖条纹序列，横竖条纹在显示屏上投影后，经过第一表面反射到相机中，相机采集到反射图案后，处理终端对二值条纹反射图像解码,得到相机获得的图像中每个待测点对应的显示屏像素坐标，也就是说，在参考平面时，相机图像坐标点C对应的显示屏坐标是S1(对应上述参考显示屏坐标)。而在待测物体的第一表面为曲面时，对应点C的第二格雷码坐标的显示屏坐标S2(对应上述对应第一格雷码坐标的显示屏坐标)，S1与S2的差值就是待测物体表面梯度引起的反射变化量，可以通过将这几个点连线得到参考平面时的入射光线S1P,反射光线PC，第一表面的入射光线S2P，反射光线PC，根据空间几何和光学反射原理，∠S1-P-C的角平分线N1为参考平面点P的法向量，∠S2-P-C的角平分线N2为点P的法向量，根据微分几何原理，只要求出了第一表面的法向量N2即可轻易得到其梯度值。

也就是说，通过图像坐标可以得到理想的参考显示屏坐标，与实际测得(根据格雷码解码)的显示屏坐标进行对应反射光线的法向量求值，获取待测点在预设正交方向的梯度数据。

步骤6：根据梯度数据重建第一表面的三维形貌数据。

获得梯度数据后，即可重建第一表面的三维形貌数据。例如是采用积分重建算法对梯度数据进行积分，如公式：Z＝∫g_xdx+g_ydy。

在一种可能的实现方式中，二值条纹显示图像中，每种条纹宽度对应具有三副RGB通道的二值条纹显示图像，一种条纹宽度的二值条纹显示图像显示时，至少两幅不同通道的二值条纹显示图像同时显示。显示器10条纹投射和图像采集是制约条纹反射测量节拍的主要因素，除了提高相机30的帧率和显示器10的刷新率，我们可以通过提高条纹投射效率以提高测量的形貌重建的节拍，为此本实施例提出了一种基于彩色相机30和彩色显示器10的RGB三通道条纹投影方法，即显示器10的R、G、B三个通道投影独立的条纹图案，这样一次投影周期可同时将三张条纹投射到待测面，结合彩色相机30去采集这三张图片，由于是二值条纹，因此不受通道之间的非线性差异影响，但是显著提高了投影效率，将投影时间降低到原来的1/3。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的***进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种条纹反射三维测量方法，其特征在于，包括：

根据格雷码编码得到多幅横向和纵向的二值条纹显示图像；其中，所述多幅二值条纹显示图像用于确定条纹的第一边缘线的序号，所述第一边缘线包括横向和纵向的边缘线；所述第一边缘线构成第一格雷码坐标；

分别获取所述多幅横向和纵向的二值条纹显示图像经待测物体的第一表面反射的多幅横向和纵向的二值条纹反射图像；

分别提取所述多幅横向和纵向的二值条纹反射图像的第二边缘线，所述第二边缘线包括横向和纵向的边缘线；分别根据所述多幅横向和纵向的二值条纹反射图像进行格雷码解码，获得所述第二边缘线的序号；所述第二边缘线构成第二格雷码坐标，所述第二边缘线对应所述第一边缘线，所述第二格雷码坐标对应所述第一格雷码坐标；

获取所述二值条纹反射图像中的待测点的图像坐标以及第二格雷码坐标，获取所述二值条纹显示图像中对应所述第二格雷码坐标的显示屏坐标；

根据所述显示屏坐标以及图像坐标，获取所述待测点在预设正交方向的梯度数据；

根据所述梯度数据，重建所述第一表面的三维形貌数据。

2.如权利要求1所述的条纹反射三维测量方法，其特征在于，所述第一边缘线包括条纹的边缘线以及条纹的边缘线的中心线。

3.如权利要求2所述的条纹反射三维测量方法，其特征在于，分别提取所述多幅横向和纵向的二值条纹反射图像的第二边缘线，包括：

分别提取所述横向和纵向二值条纹图像中条纹的边缘线；

根据条纹的边缘线，得到条纹的边缘线的中心线，所述第二边缘线包括条纹的边缘线以及条纹的边缘线的中心线。

4.如权利要求1-3任一项所述的条纹反射三维测量方法，其特征在于，所述二值条纹显示图像包括正序列显示图像以及反序列显示图像；所述二值条纹反射图像包括对应的正序列反射图像以及反序列反射图像；所述分别提取所述多幅横向和纵向的二值条纹反射图像的第二边缘线，包括：

根据正序列反射图像以及反序列反射图像，确定条纹的边缘线的位置，所述第二边缘线包括条纹的边缘线；

提取所述正序列反射图像或所述反序列反射图像的第二边缘线的位置。

5.如权利要求1所述的条纹反射三维测量方法，其特征在于，所述二值条纹显示图像中，每种条纹宽度对应具有三副RGB通道的二值条纹显示图像，一种条纹宽度的所述二值条纹显示图像显示时，至少两幅不同通道的所述二值条纹显示图像同时显示。

6.一种条纹反射三维测量***，其特征在于，包括：

显示器，用于接收处理终端发送的多幅横向和纵向的二值条纹显示图像，显示所述二值条纹显示图像；

待测物体，用于将所述二值条纹显示图像反射至相机的拍摄范围；

相机，用于获取所述待测物体的第一表面的图像，生成对应所述二值条纹显示图像的二值条纹反射图像；

处理终端，用于根据格雷码编码得到多幅横向和纵向的二值条纹显示图像，其中，所述多幅二值条纹显示图像用于确定条纹的第一边缘线的序号，所述第一边缘线包括横向和纵向的边缘线；所述第一边缘线构成第一格雷码坐标；向所述显示器发送所述二值条纹显示图像，获取所述二值条纹反射图像；分别获取所述多幅横向和纵向的二值条纹显示图像经待测物体的第一表面反射的多幅横向和纵向的二值条纹反射图像；分别提取所述多幅横向和纵向的二值条纹反射图像的第二边缘线，所述第二边缘线包括横向和纵向的边缘线；分别根据所述多幅横向和纵向的二值条纹反射图像进行格雷码解码，获得所述第二边缘线的序号；所述第二边缘线构成第二格雷码坐标，所述第二边缘线对应所述第一边缘线，所述第二格雷码坐标对应所述第一格雷码坐标；获取所述二值条纹反射图像中的待测点的图像坐标以及第二格雷码坐标，获取所述二值条纹显示图像中对应所述第二格雷码坐标的显示屏坐标；根据所述显示屏坐标以及图像坐标，获取所述待测点在预设正交方向的梯度数据；根据所述梯度数据，重建所述第一表面的三维形貌数据。

7.如权利要求6所述的条纹反射三维测量***，其特征在于，所述第一边缘线包括条纹的边缘线以及条纹的边缘线的中心线。

8.如权利要求7所述的条纹反射三维测量***，其特征在于，所述处理终端用于分别提取所述横向和纵向二值条纹图像中条纹的边缘线；根据条纹的边缘线，得到条纹的边缘线的中心线，所述第二边缘线包括条纹的边缘线以及条纹的边缘线的中心线。

9.如权利要求6所述的条纹反射三维测量***，其特征在于，所述二值条纹显示图像中，每种条纹宽度对应具有三副RGB通道的二值条纹显示图像，一种条纹宽度的所述二值条纹显示图像显示时，至少两幅不同通道的所述二值条纹显示图像同时显示。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-5中任一项所述的条纹反射三维测量方法。

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