CN105547190A - 基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于机器视觉技术领域，提供了一种基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量方法及装置。所述方法包括：通过计算机控制两台投影仪分别从不同角度投影相同频率的条纹到被测物体的表面上；通过照相机拍摄所述两台投影仪投影的条纹图像；根据拍摄的所述条纹图像计算出各个角度条纹的相位图函数；通过空间相位展开方法对各个角度条纹的所述相位图函数进行相位展开；根据相位展开的结果进行数据融合，获得被测物体的三维形貌数据。通过本发明，可消除单角度测量带来的阴影区域并提高测量结果的信噪比。

Description

基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量方法及装置

技术领域

本发明属于机器视觉技术领域，尤其涉及基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量方法及装置。

背景技术

三维形貌测量技术已逐步成为信息技术发展的重要方向。由于具有较高的测量精度，基于条纹投影的三维形貌测量技术在工业检测、机器人视觉、医疗、安保、文物保护等方面已经取得了广泛应用。

基于条纹投影的三维形貌测量技术基本原理是将由计算机产生的正弦条纹信号投影到待测量物体和参考平面表面，然后用照相机拍摄变形的条纹图像和参考条纹图像，通过对条纹图像进行分析处理得到被测量物体的三维形貌数据。

然而，现有的条纹投影测量方法大多只适用单角度投影，但单角度投影产生的物体表面阴影区域无法获得测量结果，影响到测量结果的可靠性。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供一种基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量方法及装置，以通过双角度的条纹投影，提高测量结果的可靠性。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量方法，应用于包括两台投影仪、一台照相机以及一台计算机的系统，其中所述照相机的光轴垂直于参考平面，两台投影仪的光轴与所述照相机的光轴处于同一平面且在所述照相机的左右两侧与所述照相机的光轴呈相同夹角，所述方法包括：

通过所述计算机控制所述两台投影仪分别从不同角度投影相同频率的条纹到被测物体的表面上；

通过所述照相机拍摄所述两台投影仪投影的条纹图像；

根据拍摄的所述条纹图像计算出各个角度条纹的相位图函数；

通过空间相位展开方法对各个角度条纹的所述相位图函数进行相位展开；

根据相位展开的结果进行数据融合，获得被测物体的三维形貌数据。

第二方面，一种基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量装置，应用于包括两台投影仪、一台照相机以及一台计算机的系统，其中所述照相机的光轴垂直于参考平面，两台投影仪的光轴与所述照相机的光轴处于同一平面且在所述照相机的左右两侧与所述照相机的光轴呈相同夹角，所述装置包括：

投影单元，用于通过所述计算机控制所述两台投影仪分别从不同角度投影相同频率的条纹到被测物体的表面上；

拍摄单元，用于通过所述照相机拍摄所述两台投影仪投影的条纹图像；

计算单元，用于根据拍摄的所述条纹图像计算出各个角度条纹的相位图函数；

处理单元，用于通过空间相位展开方法对各个角度条纹的所述相位图函数进行相位展开；

三维形貌数据获取单元，用于根据相位展开的结果进行数据融合，获得被测物体的三维形貌数据。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例采用双角度条纹投影的方式，能够有效避免投影区域的死角，提高测量结果的可靠性。而且，对两个角度的测量数据进行融合，可消除单角度测量带来的阴影区域并提高测量结果的信噪比，具有较强的易用性和实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术提供的投影条纹测量的示意图；

图2是本发明实施例提供的基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量方法的实现流程示意图；

图3是本发明实施例提供的双角度单频率条纹投影测量的示意图；

图4是本发明实施例提供的基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量装置的组成结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透切理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

请参阅图1，图1是现有技术提供的投影条纹测量的示意图，其中包括一台投影仪，一台照相机，当没有被测物体存在时，由投影仪产生的一路数字光在C点被参考平面反射到照相机。而当参考平面被撤走时，相同的一路数字光在H点经D点被反射到照相机。即对同一路数字光，由于被测物体的存在，其在照相机中拍摄到的空间位置是有差异的，参考条纹的结果r(x)＝b₀+b₁cos(2πf₀x+ψ)(其中b₀表示背景光的强度，b₁表示投影条纹信号的强度，x表示横坐标自变量，f₀表示投影信号的空间频率，ψ表示初始相位)是由C点直接反射而来，而变形条纹的结果d(x)＝b₀+b₁cos(2πf₀x+ψ+φ(x))(其中φ(x)表示基频成分变形条纹相对于参考条纹的相移)是由H点反射而来。因此照相机两次拍摄得到参考条纹和变形条纹之间的绝对相位差，与C点和D点之间的绝对相位差等价。故对于D点来说，参考条纹和变形条纹中第k阶谐波的绝对相位差ΔΦ₁(D)可表示如下：

${\mathrm{\Δ\Φ}}_1\left(D\right)={\mathrm{\Φ}}_1^d\left(D\right)-{\mathrm{\Φ}}_1^r\left(D\right)=2{\mathrm{\πf}}_0\stackrel{\‾}{CD}---\left(1\right)$

其中表示C点和D点之间的空间位移差。从图1可知，d₀表示照相机出瞳到投影仪出瞳的距离，l₀表示参考平面到照相机出瞳的距离，当设备固定时d₀、l₀也是固定的。因此C点和D点之间的距离取决于C点到参考平面的距离h(x)(即)，即若确定，则h(x)也可以确定。

根据三角形E_pHE_c与CHD相似，可以得到：

$\frac{\stackrel{\‾}{CD}}{-h\left(x\right)}=\frac{d_0}{l_0+(-h(x))}---\left(2\right)$

将(2)代入(3)，得到：

$h\left(x\right)=\frac{l_0{\mathrm{\Δ\Φ}}_1\left(x\right)}{{\mathrm{\Δ\Φ}}_1\left(x\right)-2{\mathrm{\πf}}_0{d}_0}---\left(3\right)$

从该表达式可以看出，若获得了ΔΦ₁(x)，则物体表面的高度数据就可以得到。基于该理由，投影条纹形貌测量的关键是从r(x)和d(x)中恢复准确的ΔΦ₁(x)。由于投影的条纹通常有多个周期，恢复的过程一般分为两个步骤：第一步是应用相位移动等条纹分析技术分别得到参考条纹和变形条纹的相位图，相位图取值的范围是(-π,π)，该过程称为投影条纹分析；第二步是应用相位展开技术，把和恢复出来；第三步是通过参考平面绝对相位和变形条纹绝对相位相减得到ΔΦ₁(x)，进而得到被测物体的表面三维数据。

然而，由于现有技术仅从一个角度投影条纹，将会不可避免地在被测量物体表面产生阴影区域，导致所述阴影区域的三维表面数据信息无法提取，影响测量结果的可靠性。

基于此，本发明实施例提供了基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量方法的实现流程(如图2所示)，该方法可适用于包括两台投影仪、一台照相机以及一台计算机的系统，其中所述照相机的光轴垂直于参考平面，两台投影仪的光轴与所述照相机的光轴处于同一平面且在所述照相机的左右两侧与所述照相机的光轴呈相同夹角，优选的是，所述夹角小于30度，两个角度投影图像的区域可重合。该方法主要包括以下步骤：

步骤S201，通过所述计算机控制所述两台投影仪分别从不同角度投影相同频率的条纹到被测物体的表面上。

图3为本发明实施例提供的双角度单频率条纹投影测量的示意图，所述系统包括两台投影仪，一台CCD照相机，一台计算机(图3未示出)。所述照相机光轴垂直于参考平面，两台的投影仪光轴与照相机光轴处于同一平面且在左边和右边与照相机光轴呈相同夹角，两个角度投影图像的区域完全重合。

所述两台投影仪投影光轴和照相机光轴对称，以保证两个角度投影的条纹图像位置完全对应，照相机的照相区域可按照投影面积进行调节。

在步骤S202中，通过所述照相机拍摄所述两台投影仪投影的条纹图像。

本发明实施例从两个角度投影条纹能有效地避免单个角度投影条纹导致的照射死角。同时，相同空间频率条纹的空间分辨率非常接近，测量精度也比较接近，从而为两个角度都照射区域的数据融合带来了方便，能够提供较可靠的数据融合结果。为了获得高精度的相位图，本发明实施例采用多步相移法进行计算，并在两个角度各投影三幅相移图像。

在步骤S203中，根据拍摄的所述条纹图像计算出各个频率条纹的相位图函数。

在本发明实施例中，为了有效减少背景光和噪声的干扰，获得高精度的相位图函数，采用多步相移法计算出相同频率条纹的相位图函数。多步相移法的思路是投影多步初相位移动的同频率条纹，通过相移轮廓术(或相位测量轮廓术)进行条纹分析。在相移轮廓术的条纹分析中，需要拍摄一系列相位差固定的投影条纹图像来获取相位图。对于参考条纹和变形条纹来说，分别至少需要三幅相移的投影条纹图像来获取相位图，本发明实施例在两个角度各投影三幅相移图像。相移轮廓术中的条纹分析利用三角函数关系计算相位图，当用M幅图像(M为大于或等于3的正整数)来计算相位图时，投影条纹的相位由计算机控制每次移动2π/M，然后分别投影到参考平面和被测物体的表面。此时，参考条纹和变形条纹的表达式可以表示为：

$r_m\left(x\right)=b_0+b_{1}cos(2{\mathrm{\πf}}_{0}x+\mathrm{\ψ}+\frac{2\mathrm{\π}(m-1)}{M})---\left(4\right)$

$d_m\left(x\right)=b_0+b_1\cos (2{\mathrm{\πf}}_{0}x+\mathrm{\ψ}+\mathrm{\φ}(x)+\frac{2\mathrm{\π}(m-1)}{M})---\left(5\right)$

其中m＝1,2,...,M。

可以依照以下方法得到

$S_A=-\underset{m=1}{\overset{M}{\Σ}}{r}_m\left(x\right)sin\frac{2\mathrm{\π}(m-1)}{M}---\left(6a\right)$

$S_B=\underset{m=1}{\overset{M}{\Σ}}{r}_m\left(x\right)cos\frac{2\mathrm{\π}(m-1)}{M}---\left(6b\right)$

$D_A=-\underset{m=1}{\overset{M}{\Σ}}{d}_m\left(x\right)sin\frac{2\mathrm{\π}(m-1)}{M}---\left(6c\right)$

$D_B=\underset{m=1}{\overset{M}{\Σ}}{d}_m\left(x\right)cos\frac{2\mathrm{\π}(m-1)}{M}---\left(6d\right)$

${\mathrm{\Δ\Φ}}_1\left(x\right)=unwrap\left(\arctan \frac{D_A}{D_B}\right)-unwrap\left(\arctan \frac{S_A}{S_B}\right)---\left(6e\right)$

其中S_A，S_B，D_A，D_B为中间变量，unwrap(·)表示相位展开操作,arctan(·)为四象限反正切函数。

和分别表示变形条纹和参考平面条纹的相位图函数。所述相位图函数的取值在(-π,π)之间。如果相移步数较多，则相位图中含有的噪声将明显减少，能显著提高相位图的质量。

在步骤S204中，通过空间相位展开方法对各个角度条纹的所述相位图函数进行相位展开。

为了达到较为理想的相位展开结果，现有技术通常采用的空间相位展开方法是质量引导相位展开方法，该质量引导相位展开方法以质量图作为指导相位展开的路径，具有较高的可靠度。在进行空间相位展开时，首先选择质量最高的点开始进行展开，然后再展开质量较高的点，一直到质量最低的点。然而，该质量引导相位展开方法由于空间相位展开的每一步都要寻找展开路径，因此比较费时。为了实现快速准确的空间相位展开，本发明实施例使用分级的质量引导相位展开方法，该方法首先计算相位图函数，然后以相邻像素点相位图函数的差值的绝对值作为像素点的质量值，该差值越大则表示该像素点质量越差，最后根据各个像素点的质量值的大小对相位图区域进行分级，在每个级别的区域里，可以不必在相位展开的每一步都重新寻找展开路径，直接根据条纹的方向进行空间相位展开即可。本发明实施例由于对相位图区域进行了分级，从而低质量的相位图即使存在相位展开错误，也不会扩散到高质量的相位图引起传播误差，同时在各个区域级别内可以使用所述方法简单、快速的完成相位展开。在进行质量图的度量时，可以采用不同的指标，在根据质量图进行相位图分级时，可以根据实际需要选择级数，以准确快速地完成相位展开。需要说明的是，使用空间相位展开方法的前提是被测量物体表面不存在跳变区域。由于本发明实施例考虑被测量物体表面不存在跳变区域的情况，因此使用空间相位展开方法能够准确、快速的完成相位展开。

在步骤S205中，根据相位展开的结果进行数据融合，获得被测物体的三维形貌数据。

具体的是，对于各个角度的条纹投影到的区域，估计各个角度投影条纹信号的信噪比，并以所述各个角度投影条纹信号的信噪比为权重，对所述相位展开的结果进行数据融合，获得投影条纹的全角度绝对相位，根据所述全角度绝对相位计算出被测物体的三维形貌数据。

需要说明的是，在分别只由一个角度的投影条纹拍摄到的区域，则只能使用该角度的投影条纹的测量结果，具体可以是以左边或者右边投影条纹的空间相位展开结果作为最终的绝对相位。而对于被左边角度的投影条纹和右边角度的投影条纹照射到的区域，每个像素点可以获得两个空间相位展开的结果。为了融合该区域的绝对相位，本发明实施例以步骤S204中的质量值为依据计算权重，设左边投影仪投影到一个像素点的质量值为W₁，其绝对相位为Φ₁；右边投影仪投影到相同像素点的质量值为W₂，其绝对相位为Φ₂。由于质量值越小该像素点的相位图质量越高，同时质量越高的绝对相位在数据融合时所占的比重也应该越大，因此该像素点经过数据融合之后的绝对相位取值为：

$\frac{W_1}{W_1+W_2}{\mathrm{\Φ}}_2+\frac{W_2}{W_1+W_2}{\mathrm{\Φ}}_1$

本发明实施例通过以上策略能够较准确地融合绝对相位数据，根据绝对相位差和高度之间的三角关系计算出每一个像素点的高度信息，进而得到高精度的无阴影三维重建结果。由于采用了双角度投影方法，当被测物体表面由于投影角度而产生阴影时，本发明能正确恢复被测物体表面的三维表面数据。而且由于融合了两个角度的数据，能有效提高测量结果的信噪比。

图4为本发明实施例提供的基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量装置的组成结构示意图。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

所述基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量装置可以应用于包括两台投影仪、一台照相机以及一台计算机的系统，其中所述照相机的光轴垂直于参考平面，两台投影仪的光轴与所述照相机的光轴处于同一平面且在所述照相机的左右两侧与所述照相机的光轴呈相同夹角。

所述基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量装置包括：

投影单元41，用于通过所述计算机控制所述两台投影仪分别从不同角度投影相同频率的条纹到被测物体的表面上；

拍摄单元42，用于通过所述照相机拍摄所述两台投影仪投影的条纹图像；

计算单元43，用于根据拍摄的所述条纹图像计算出各个角度条纹的相位图函数；

处理单元44，用于通过空间相位展开方法对各个角度条纹的所述相位图函数进行相位展开；

三维形貌数据获取单元45，用于根据相位展开的结果进行数据融合，获得被测物体的三维形貌数据。

进一步的，所述处理单元44包括：

计算模块441，用于计算相位图函数；

第一处理模块442，用于以相邻像素点相位图函数的差值的绝对值作为像素点的质量值；

第二处理模块443，用于根据各个像素点的质量值的大小对相位图区域进行分级，在每个级别的区域里，根据条纹的方向进行空间相位展开。

进一步的，

所述三维形貌数据获取单元45具体用于，对于各个角度的条纹投影到的区域，估计各个角度投影条纹信号的信噪比，并以所述各个角度投影条纹信号的信噪比为权重，对所述相位展开的结果进行数据融合，获得投影条纹的全角度绝对相位，根据所述全角度绝对相位计算出被测物体的三维形貌数据。

其中，所述三维形貌数据获取单元中对所述相位展开的结果进行数据融合，获得投影条纹的全角度绝对相位为：

$\frac{W_1}{W_1+W_2}{\mathrm{\Φ}}_2+\frac{W_2}{W_1+W_2}{\mathrm{\Φ}}_1$

其中，W₁为左边投影仪投影到一个像素点的质量值，Φ₁为左边投影仪投影区域的绝对相位，W₂为右边投影仪投影到相同像素点的质量值，Φ₁为右边投影仪投影区域的绝对相位。

综上所述，本发明实施例提供了一种基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量方法及装置，采用条纹投影对被测量物体的三维表面形貌进行重建。其中，采用双角度条纹投影的方式，能够有效避免投影区域的死角，提高测量结果的可靠性。而且，对两个角度的测量数据进行融合，可消除单角度测量带来的阴影区域并提高测量结果的信噪比，具有较强的易用性和实用性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述装置中各单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明实施例各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量方法，其特征在于，应用于包括两台投影仪、一台照相机以及一台计算机的系统，其中所述照相机的光轴垂直于参考平面，两台投影仪的光轴与所述照相机的光轴处于同一平面且在所述照相机的左右两侧与所述照相机的光轴呈相同夹角，所述方法包括：

通过所述计算机控制所述两台投影仪分别从不同角度投影相同频率的条纹到被测物体的表面上；

通过所述照相机拍摄所述两台投影仪投影的条纹图像；

根据拍摄的所述条纹图像计算出各个角度条纹的相位图函数；

通过空间相位展开方法对各个角度条纹的所述相位图函数进行相位展开；

根据相位展开的结果进行数据融合，获得被测物体的三维形貌数据。

2.如权利要求1所述的基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量方法，其特征在于，所述通过空间相位展开方法对各个角度条纹的所述相位图函数进行相位展开包括：

计算相位图函数；

以相邻像素点相位图函数的差值的绝对值作为像素点的质量值；

根据各个像素点的质量值的大小对相位图区域进行分级，在每个级别的区域里，根据条纹的方向进行空间相位展开。

3.如权利要求1所述的基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量方法，其特征在于，所述根据相位展开的结果进行数据融合，获得被测物体的三维形貌数据包括：

对于各个角度的条纹投影到的区域，估计各个角度投影条纹信号的信噪比，并以所述各个角度投影条纹信号的信噪比为权重，对所述相位展开的结果进行数据融合，获得投影条纹的全角度绝对相位，根据所述全角度绝对相位计算出被测物体的三维形貌数据。

4.如权利要求3所述的基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量方法，其特征在于，所述对所述相位展开的结果进行数据融合，获得投影条纹的全角度绝对相位为：

$\frac{W_1}{W_1+W_2}{\mathrm{\Φ}}_2+\frac{W_2}{W_1+W_2}{\mathrm{\Φ}}_1$

其中，W₁为左边投影仪投影到一个像素点的质量值，Φ₁为左边投影仪投影区域的绝对相位，W₂为右边投影仪投影到相同像素点的质量值，Φ₁为右边投影仪投影区域的绝对相位。

5.一种基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量装置，其特征在于，应用于包括两台投影仪、一台照相机以及一台计算机的系统，其中所述照相机的光轴垂直于参考平面，两台投影仪的光轴与所述照相机的光轴处于同一平面且在所述照相机的左右两侧与所述照相机的光轴呈相同夹角，所述装置包括：

投影单元，用于通过所述计算机控制所述两台投影仪分别从不同角度投影相同频率的条纹到被测物体的表面上；

拍摄单元，用于通过所述照相机拍摄所述两台投影仪投影的条纹图像；

计算单元，用于根据拍摄的所述条纹图像计算出各个角度条纹的相位图函数；

处理单元，用于通过空间相位展开方法对各个角度条纹的所述相位图函数进行相位展开；

三维形貌数据获取单元，用于根据相位展开的结果进行数据融合，获得被测物体的三维形貌数据。

6.如权利要求5所述的基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量装置，其特征在于，所述处理单元包括：

计算模块，用于计算相位图函数；

第一处理模块，用于以相邻像素点相位图函数的差值的绝对值作为像素点的质量值；

第二处理模块，用于根据各个像素点的质量值的大小对相位图区域进行分级，在每个级别的区域里，根据条纹的方向进行空间相位展开。

7.如权利要求5所述的基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量装置，其特征在于，

所述三维形貌数据获取单元具体用于，对于各个角度的条纹投影到的区域，估计各个角度投影条纹信号的信噪比，并以所述各个角度投影条纹信号的信噪比为权重，对所述相位展开的结果进行数据融合，获得投影条纹的全角度绝对相位，根据所述全角度绝对相位计算出被测物体的三维形貌数据。

8.如权利要求7所述的基于双角度单频率条纹投影的三维形貌测量装置，其特征在于，所述三维形貌数据获取单元中对所述相位展开的结果进行数据融合，获得投影条纹的全角度绝对相位为：

$\frac{W_1}{W_1+W_2}{\mathrm{\Φ}}_2+\frac{W_2}{W_1+W_2}{\mathrm{\Φ}}_1$

其中，W₁为左边投影仪投影到一个像素点的质量值，Φ₁为左边投影仪投影区域的绝对相位，W₂为右边投影仪投影到相同像素点的质量值，Φ₁为右边投影仪投影区域的绝对相位。