CN107421467A - 结构光三维测量方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学三维传感和测量技术领域，公开的一种结构光三维测量方法包括以下步骤：将正弦周期条纹的周期序号按照编码方式F编码为m位二进制数；控制投影单元投影m×n幅具有编码后的周期序号的正弦周期条纹结构光至被测物体，每组相移中的相同条纹周期对应同一个编码位值，编码位值为0或1，分别对应n步相移的条纹相位的单调递增或单调递减；计算每个投影成像点的m个截断相位值；获取每个投影成像点的m个编码位值，校正反折的截断相位值；计算校正后的m个截断相位值的平均值；根据编码方式F的反运算F^‑1获得正弦周期条纹的周期序号；计算得到完整相位。本发明简化了结构光的投影流程，提高了测量精度，并且降低了计算时间。

Description

结构光三维测量方法及系统

技术领域

本发明涉及光学三维传感和测量技术领域，具体涉及一种结构光三维测量方法及系统。

背景技术

光学三维测量方法已经广泛应用于工业检测、逆向工程、人体扫描、文物保护等多个领域，对自由曲面的检测具有速度快、精度高的优势。按照成像照明方式的不同，光学三维测量技术可分为被动三维测量和主动三维测量两大类，其中在主动三维测量技术中，结构光三维测量技术发展最为迅速。

如图1所示，结构光三维测量技术是利用普通或者激光作为光源，将已知的图案通过投影仪投射到被测物体的表面，根据通过成像装置例如相机从另一角度获取的图像，利用三角原理获得采样点的三维信息。当投影的结构光图案比较复杂时，为确定物体表面点与其图像像素点之间的对应关系，需对投射的图案进行编码，然后对拍摄到的图像进行解码。

图案编码主要分为空域编码和时域编码，空域编码方法只需要一次投射即可获得待测物体深度图，适用于动态测量，分辨率和处理速度欠缺，且译码要求高；时域编码需要将多个不同的投射编码图案组合起来解码，较容易解码，但要求投射的空间位置不变，难以实现实时测量。

结构光测量方法还包括一类测量方法，即相位法，原理是将光栅图案投射到被测物表面，受物体高度的调制，光栅条纹发声形变，采集形变条纹并且对其进行解调可以得到包含高度信息的相位变化，最后根据三角法原理计算出高度。相位法相对于时域编码法或空域编码法，不需要复杂的编码，同时由于每个图像像素点都可以获得三维数据，可以实现真正的全场测量，且分辨率高，但是相位法需要对折叠的相位进行展开，目前，多数的相位展开方法都需要人工干预，这成为了实现该方法自动化的最大障碍。

中国专利文献CN102322823A公开了一种基于相位级次自编码的光学三维测量方法，将空域编码法和相位法相结合，首先设计编码相位，根据编码相位生成待投影的相移条纹，在编码相位中，将每个周期作为一个编码单元，编码值为1或0，分别对应相位分布的微分值正或负，完成对条纹级次的空间标记编码。在测量时，按顺序投影正弦条纹图像，根据相移技术计算出截断相位，再做相应的解码，从而获取待测物体的绝对相位。

但是，使用上述测量方法进行测量时，在识别某一像素的周期条纹编码值时，既需计算出此像素所在周期条纹的码元值，还需计算出此像素所在周期条纹的邻近周期条纹的码元值，组成一个子代码值，才能确定各周期级次，进而获取绝对相位，计算量大，测量速度慢。并且，结构光投影的阴影和被测物的高低陡变均有可能造成某一周期条纹的消失，该周期条纹的邻近条纹的像素点就不可能获取准确的子代码值，进而造成周期编码识别错误，严重影响测量结果的准确性。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题是现有技术中，结构光三维测量准确性差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种结构光三维测量方法，包括以下步骤：

将正弦周期条纹的周期序号按照编码方式F编码为m位二进制数，得到编码后的周期序号；

控制投影设备投影m×n幅具有所述编码后的周期序号的正弦周期条纹结构光至被测物体，n为相移步数，所述正弦周期条纹结构光的每组相移中的相同条纹周期对应同一个编码位值，编码位值为0或1，分别对应n步相移的条纹相位的单调递增或单调递减；

计算投影至所述被测物体上的正弦周期性结构光的每个投影成像点的m个截断相位值；

获取每个投影成像点的m个编码位值，根据获取的编码位值校正反折的截断相位值；

计算校正后的m个截断相位值的平均值；

根据所述编码方式F的反运算F^-1获得所述正弦周期条纹的周期序号；

根据校正后的截断相位值的平均值和所述正弦周期条纹的周期序号计算得到所述周期需要的完整相位。

可选地，通过以下公式计算得出投影至所述被测物体上的正弦周期性结构光的每个投影成像点的m个截断相位值：

其中：公式(1)为正弦周期条纹结构光的投影成像点光强度公式，公式(2)为周期序号编码的相位计算公式；

(x,y)为正弦周期条纹结构光投影成像点的坐标；

m为周期序号二进制编码的总位数；

j为周期序号二进制编码位序号；

n为相移总步数；

i为相移步数序号；

δ为每步间的相移值，等于

I_ij(x,y)为在(x,y)点，m位周期序号编码的第j位，n步相移第i次相移的光强度；

为(x,y)点周期序号编码第j位的截断相位，扩展后的取值是在[0，2π)之间；

A(x,y)为(x,y)点的正弦周期条纹结构光投影幅值；

E(x,y)为(x,y)点的表面反射特性；

B(x,y)为(x,y)点的环境光强度；

为(x,y)点的未反折的初始相位，沿投影波长方向递增。

可选地，所述获取每个投影成像点的m个编码位值的步骤具体为：

根据计算得到的所述每个投影成像点的m个截断相位值，计算出所述每个投影成像点与其沿投影波长方向的下一个投影成像点的差值，进而获取所述每个投影成像点所对应的相位的单调增减特性，进而获取每个投影成像点的m个编码位值b_j(x,y)，j＝1,2,3...m。

可选地，所述根据获取的编码位值校正反折的截断相位值的步骤具体为：

将反折的截断相位值取反后加上2π，得到正常的截断相位值。

可选地，所述获取每个投影成像点的m个编码位值的步骤具体为:

根据截断相位值的正切值沿投影波长方向的增减特性，获取每个投影成像点所对应的相位的单调增减特性，进而获取每个投影成像点的m个编码位值b_j(x,y)，j＝1,2,3...m。

可选地，所述根据获取的编码位值校正反折的截断相位值的步骤具体为：

将反折的所述截断相位值的正切值取反，得到正常的截断相位值的正切值，进而得到正常的截断相位值。

可选地，通过以下公式计算得到所述周期需要的完整相位：

其中，φ(x,y)为完整相位，为计算出的在(x,y)点的截断相位值的平均值，k(x,y)为正弦周期条纹的周期序号。

可选地，所述编码方式F为自然码或格雷码编码方式。

本发明还提供一种结构光三维测量系统，包括：

编码单元，用于将正弦周期条纹的周期序号按照编码方式F编码为m位二进制数，得到编码后的周期序号；

投影控制单元，用于控制投影设备投影m×n幅具有所述编码后的周期序号的正弦周期条纹结构光至被测物体，n为相移步数，所述正弦周期条纹结构光的每组相移中的相同条纹周期对应同一个编码位值，编码位值为0或1，分别对应n步相移的条纹相位的单调递增或单调递减；

第一计算单元，用于计算投影至所述被测物体上的正弦周期性结构光的每个投影成像点的m个截断相位值；

编码位值获取单元，用于获取每个投影成像点的m个编码位值；

校正单元，用于根据获取的编码位值校正反折的截断相位值；

第二计算单元，用于计算校正后的m个截断相位值的平均值；

周期序号获取单元，用于根据所述编码方式F的反运算F^-1获得所述正弦周期条纹的周期序号；

相位展开单元，用于根据校正后的截断相位值的平均值和所述正弦周期条纹的周期序号计算得到所述周期需要的完整相位。

可选地，所述编码位值获取单元包括：

第三判断单元，用于根据截断相位值的正切值沿投影波长方向的增减特性，判断出每个投影成像点所对应的相位的单调增减特性；

第四判断单元，用于根据上述单调增减特性，判断其对应的编码位值。

本发明的上述技术方案相对于现有技术具有以下优点：

本发明提供的结构光三维测量方法，投影的结构光同时包含了条纹的相位信息和周期序号，相机采图获得的数据既可用于条纹周期序号的识别，又可用于周期条纹的相位计算，如此简化了结构光的投影流程。

将相位周期性的单调增减和n步相移的时序编码法相结合，一方面，由于采用了n步相移法，因此有效抑制了环境光和被测物体表面反射特性对正弦周期条纹的周期序号编码识别的干扰，可应用于测量强背景光的环境和测量表面反射非常弱的物体的三维轮廓；另一方面，由于对应m位周期序号编码投影了m×n幅正弦周期条纹结构光，因此，每一个投影成像点均可计算出m个截断相位值，当将反折的截断相位校正之后，可对m个截断相位值取平均值，如此可以有效降低投影和相机采图的噪声，从而提高测量精度。

并且，每个投影成像点处的周期序号是由此成像点处在不同的正弦周期条纹图中的编码位值所构成，与相邻周期的编码位值无关，由此，不会受到相邻周期编码位值的影响，结构光投影的阴影造成的编码识别错误不会扩散，在被测物表面高低陡变处也可以准确识别编码位值。而现有技术中空域时序编码与相位法结合的方式，在识别某一像素的编码值时，既需要计算出此像素所在周期条纹的编码值，还需计算出邻近周期条纹的编码值，然后组合成一个子代码值，结构光投影的阴影和被测物的高低陡变均可能造成某一周期条纹的消失，造成周期编码识别错误。因此，本申请提供的结构光三维测量方法有效提高了周期编码序号识别的准确性。

另外，由于正弦周期条纹结构光的每组相移中的相同条纹周期对应同一个编码位值0或1，编码位值又分别对应n步相移的条纹相位的单调递增或单调递减，因此，可通过计算出的截断相位值，得知对应相位的单调增减性，从而判断出其对应的编码位值，再根据编码方式的反运算获得正弦周期条纹的周期序号，实现快速识别周期序号，降低了因采图增多而增加的计算时间。

本发明提供的结构光三维测量方法，根据截断相位值的正切值沿投影波长方向的增减特性，获取每个投影成像点所对应的相位的单调增减特性，进而获取每个投影成像点的m个编码位值。因此，不需要经过反正切计算出每个投影成像点的截断相位值，即可识别出编码位值，有效降低了计算时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为结构光三维测量的基本原理图；

图2为本发明实施例1提供的结构光三维测量方法的流程图；

图3为本发明实施例1提供的结构光三维测量方法按照4步相移设计的周期序号编码的一位的相移图和计算出的截断相位；

图4为本发明实施例2提供的结构光三维测量系统的结构示意图；

图5为本发明实施例2提供的结构光三维测量系统的编码位值获取单元的一种结构示意图；

图6为本发明实施例2提供的结构光三维测量系统的编码位值获取单元的另一种结构示意图；

附图标记：

1-编码单元；2-投影控制单元；3-第一计算单元；4-编码位值获取单元；41-相位差值计算单元；42-第一判断单元；43-第二判断单元；44-第三判断单元；45-第四判断单元；5-校正单元；6-第二计算单元；7-周期序号获取单元；8-相位展开单元。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

本实施例提供了一种结构光三维测量方法，如图2所示，包括以下步骤：

S1、将正弦周期条纹的周期序号按照编码方式F编码为m位二进制数b_mb_m-1...b₂b₁，得到编码后的周期序号，其中，编码方式F可以为自然码或格雷码编码方式或其他二进制编码方式。

S2、控制投影设备投影m×n幅具有编码后的周期序号的正弦周期条纹结构光至被测物体，n为相移步数，正弦周期条纹结构光的每组相移中的相同条纹周期对应同一个编码位值，编码位值为0或1，分别对应n步相移的条纹相位的单调递增或单调递减，例如，设定当b_j(x,y)＝0，条纹相位单调递增，自0递增至2π，当b_j(x,y)＝1，条纹相位单调递减，自2π递减至0，也可以采用相反的定义。其中，n为大于2的任意正整数，m为大于0的任意正整数，b_j(x,y)为(x,y)点处m位编码中的一个二进制位。

S3、计算投影至被测物体上的正弦周期性结构光的每个投影成像点的m个截断相位值。

S4、获取每个投影成像点的m个编码位值，根据获取的编码位值校正反折的截断相位值。

按照本实施例的编码方法，各相移波形是连续的，计算出的相位也有连续的或有2π的跳变。参考图3，图3为按照4步相移设计的周期序号编码的一位的相移图和计算出的截断相位，共6个周期，按照周期顺序对应的位值为010011。由此可知，投影的正弦周期条纹结构光包含了相位信息，仅会在特定的位置发生相位反折，这些特定位置可以通过周期序号的编码位值来确定，然后依次校正反折的相位。

S5、计算校正后的m个截断相位值的平均值。

S6、根据编码方式F的反运算F^-1获得正弦周期条纹的周期序号。

S7、根据校正后的截断相位值的平均值和正弦周期条纹的周期序号计算得到周期需要的完整相位。

本发明提供的结构光三维测量方法，投影的结构光同时包含了条纹的相位信息和周期序号，相机采图获得的数据既可用于条纹周期序号的识别，又可用于周期条纹的相位计算，如此简化了结构光的投影流程。

将相位周期性的单调增减和n步相移的时序编码法相结合，一方面，由于采用了n步相移法，因此有效抑制了环境光和被测物体表面反射特性对正弦周期条纹的周期序号编码识别的干扰，可应用于测量强背景光的环境和测量表面反射非常弱的物体的三维轮廓；另一方面，由于对应m位周期序号编码投影了m×n幅正弦周期条纹结构光，因此，每一个投影成像点均可计算出m个截断相位值，当将反折的截断相位校正之后，可对m个截断相位值取平均值，如此可以有效降低投影和相机采图的噪声，从而提高测量精度。

每个投影成像点处的周期序号是由此成像点处在不同的正弦周期条纹图中的编码位值所构成，与相邻周期的编码位值无关，由此，不会受到相邻周期编码位值的影响，结构光投影的阴影造成的编码识别错误不会扩散，在被测物表面高低陡变处也可以准确识别编码位值。而现有技术中空域时序编码与相位法结合的方式，在识别某一像素的编码值时，既需要计算出此像素所在周期条纹的编码值，还需计算出邻近周期条纹的编码值，然后组合成一个子代码值，结构光投影的阴影和被测物的高低陡变均可能造成某一周期条纹的消失，造成周期编码识别错误。因此，本申请提供的结构光三维测量方法有效提高了周期编码序号识别的准确性。

另外，由于正弦周期条纹结构光的每组相移中的相同条纹周期对应同一个编码位值0或1，编码位值又分别对应n步相移的条纹相位的单调递增或单调递减，因此，可通过计算出的截断相位值，得知对应相位的单调增减性，从而判断出其对应的编码位值，再根据编码方式的反运算获得正弦周期条纹的周期序号，实现快速识别周期序号，降低了因采图增多而增加的计算时间。

本实施例中，步骤S3中，通过以下公式计算得出投影至被测物体上的正弦周期性结构光的每个投影成像点的m个截断相位值：

其中：公式(1)为正弦周期条纹结构光的投影成像点光强度公式，公式(2)为周期序号编码的相位计算公式；

(x,y)为正弦周期条纹结构光投影成像点的坐标；

m为周期序号二进制编码的总位数；

j为周期序号二进制编码位序号；

n为相移总步数；

i为相移步数序号；

δ为每步间的相移值，等于

I_ij(x,y)为在(x,y)点，m位周期序号编码的第j位，n步相移第i次相移的光强度；

为(x,y)点周期序号编码第j位的截断相位，扩展后的取值是在[0，2π)之间；

A(x,y)为(x,y)点的正弦周期条纹结构光投影幅值；

E(x,y)为(x,y)点的表面反射特性；

B(x,y)为(x,y)点的环境光强度；

为(x,y)点的未反折的初始相位，沿投影波长方向递增。

本实施例中，步骤S4中，获取每个投影成像点的m个编码位值的步骤具体为：

根据计算得到的每个投影成像点的m个截断相位值，计算出每个投影成像点与其沿投影波长方向的下一个投影成像点的差值，进而获取每个投影成像点所对应的相位的单调增减特性，进而获取每个投影成像点的m个编码位值b_j(x,y)，j＝1,2,3...m。

例如，若某一个投影成像点的相位减去沿投影波长方向的下一个投影成像点的相位所获得的差值大于0，则说明相位为单调递减，反之，为单调递增，再由预先设定的相位的单调增减性与编码位值的对应关系，获取编码位值。

步骤S4中，根据获取的编码位值校正反折的截断相位值的步骤具体为：

将反折的截断相位值取反后加上2π，得到正常的截断相位值。

作为一种可替换的实施方式，步骤S4中，获取每个投影成像点的m个编码位值的步骤具体为:

根据截断相位值的正切值沿投影波长方向的增减特性，获取每个投影成像点所对应的相位的单调增减特性，进而获取每个投影成像点的m个编码位值b_j(x,y)，j＝1,2,3...m。

步骤S4中，根据获取的编码位值校正反折的截断相位值的步骤具体为：

将反折的截断相位值的正切值取反，得到正常的截断相位值的正切值，进而得到正常的截断相位值。

根据截断相位值的正切值沿投影波长方向的增减特性，获取每个投影成像点所对应的相位的单调增减特性，进而获取每个投影成像点的m个编码位值。因此，不需要经过反正切计算出每个投影成像点的截断相位值，即可识别出编码位值，有效降低了计算时间。

本实施例中，步骤S7中，通过以下公式计算得到周期需要的完整相位：

其中，φ(x,y)为完整相位，为计算出的在(x,y)点的截断相位值的平均值，k(x,y)为正弦周期条纹的周期序号。

实施例2

本实施例提供了一种上述结构光三维测量方法对应的结构光三维测量系统，包括：

编码单元1，用于将正弦周期条纹的周期序号按照编码方式F编码为m位二进制数，得到编码后的周期序号；

投影控制单元2，用于控制投影设备投影m×n幅具有编码后的周期序号的正弦周期条纹结构光至被测物体，n为相移步数，正弦周期条纹结构光的每组相移中的相同条纹周期对应同一个编码位值，编码位值为0或1，分别对应n步相移的条纹相位的单调递增或单调递减；

第一计算单元3，用于计算投影至被测物体上的正弦周期性结构光的每个投影成像点的m个截断相位值；

编码位值获取单元4，用于获取每个投影成像点的m个编码位值；

校正单元5，用于根据获取的编码位值校正反折的截断相位值；

第二计算单元6，用于计算校正后的m个截断相位值的平均值；

周期序号获取单元7，用于根据编码方式F的反运算F^-1获得正弦周期条纹的周期序号；

相位展开单元8，用于根据校正后的截断相位值的平均值和正弦周期条纹的周期序号计算得到周期需要的完整相位。

本实施例中，编码位值获取单元4包括：

相位差值计算单元41，用于根据计算得到的每个投影成像点的m个截断相位值，计算出每个投影成像点与其沿投影波长方向的下一个投影成像点的差值；

第一判断单元42，用于根据上述差值判断出对应的相位的单调增减特性；

第二判断单元43，用于根据上述单调增减特性，判断其对应的编码位值。

作为一种可替换的实施方式，编码位值获取单元4包括：

第三判断单元44，用于根据截断相位值的正切值沿投影波长方向的增减特性，判断出每个投影成像点所对应的相位的单调增减特性；

第四判断单元45，用于根据上述单调增减特性，判断其对应的编码位值。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种结构光三维测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

将正弦周期条纹的周期序号按照编码方式F编码为m位二进制数，得到编码后的周期序号；

控制投影设备投影m×n幅具有所述编码后的周期序号的正弦周期条纹结构光至被测物体，n为相移步数，所述正弦周期条纹结构光的每组相移中的相同条纹周期对应同一个编码位值，编码位值为0或1，分别对应n步相移的条纹相位的单调递增或单调递减；

计算投影至所述被测物体上的正弦周期性结构光的每个投影成像点的m个截断相位值；

获取每个投影成像点的m个编码位值，根据获取的编码位值校正反折的截断相位值；

计算校正后的m个截断相位值的平均值；

根据所述编码方式F的反运算F^-1获得所述正弦周期条纹的周期序号；

根据校正后的截断相位值的平均值和所述正弦周期条纹的周期序号计算得到所述周期需要的完整相位。

2.根据权利要求1所述的结构光三维测量方法，其特征在于，通过以下公式计算得出投影至所述被测物体上的正弦周期性结构光的每个投影成像点的m个截断相位值：

其中：公式(1)为正弦周期条纹结构光的投影成像点光强度公式，公式(2)为周期序号编码的相位计算公式；

(x,y)为正弦周期条纹结构光投影成像点的坐标；

m为周期序号二进制编码的总位数；

j为周期序号二进制编码位序号；

n为相移总步数；

i为相移步数序号；

δ为每步间的相移值，等于

I_ij(x,y)为在(x,y)点，m位周期序号编码的第j位，n步相移第i次相移的光强度；

为(x,y)点周期序号编码第j位的截断相位，扩展后的取值是在[0，2π)之间；

A(x,y)为(x,y)点的正弦周期条纹结构光投影的幅值；

E(x,y)为(x,y)点的表面反射特性；

B(x,y)为(x,y)点的环境光强度；

为(x,y)点的未反折的初始相位，沿投影波长方向递增。

3.根据权利要求2所述的结构光三维测量方法，其特征在于，所述获取每个投影成像点的m个编码位值的步骤具体为：

根据计算得到的所述每个投影成像点的m个截断相位值，计算出所述每个投影成像点与其沿投影波长方向的下一个投影成像点的差值，进而获取所述每个投影成像点所对应的相位的单调增减特性，进而获取每个投影成像点的m个编码位值b_j(x,y)，j＝1,2,3...m。

4.根据权利要求3所述的结构光三维测量方法，其特征在于，所述根据获取的编码位值校正反折的截断相位值的步骤具体为：

将反折的截断相位值取反后加上2π，得到正常的截断相位值。

5.根据权利要求2所述的结构光三维测量方法，其特征在于，所述获取每个投影成像点的m个编码位值的步骤具体为:

根据截断相位值的正切值沿投影波长方向的增减特性，获取每个投影成像点所对应的相位的单调增减特性，进而获取每个投影成像点的m个编码位值b_j(x,y)，j＝1,2,3...m。

6.根据权利要求5所述的结构光三维测量方法，其特征在于，所述根据获取的编码位值校正反折的截断相位值的步骤具体为：

将反折的所述截断相位值的正切值取反，得到正常的截断相位值的正切值，进而得到正常的截断相位值。

7.根据权利要求4或6所述的结构光三维测量方法，其特征在于，通过以下公式计算得到所述周期需要的完整相位：

其中，φ(x,y)为完整相位，为计算出的在(x,y)点的截断相位值的平均值，k(x,y)为正弦周期条纹的周期序号。

8.根据权利要求1所述的结构光三维测量方法，其特征在于，所述编码方式F为自然码或格雷码编码方式。

9.一种结构光三维测量系统，其特征在于，包括：

编码单元(1)，用于将正弦周期条纹的周期序号按照编码方式F编码为m位二进制数，得到编码后的周期序号；

投影控制单元(2)，用于控制投影设备投影m×n幅具有所述编码后的周期序号的正弦周期条纹结构光至被测物体，n为相移步数，所述正弦周期条纹结构光的每组相移中的相同条纹周期对应同一个编码位值，编码位值为0或1，分别对应n步相移的条纹相位的单调递增或单调递减；

第一计算单元(3)，用于计算投影至所述被测物体上的正弦周期性结构光的每个投影成像点的m个截断相位值；

编码位值获取单元(4)，用于获取每个投影成像点的m个编码位值；

校正单元(5)，用于根据获取的编码位值校正反折的截断相位值；

第二计算单元(6)，用于计算校正后的m个截断相位值的平均值；

周期序号获取单元(7)，用于根据所述编码方式F的反运算F^-1获得所述正弦周期条纹的周期序号；

相位展开单元(8)，用于根据校正后的截断相位值的平均值和所述正弦周期条纹的周期序号计算得到所述周期需要的完整相位。

10.根据权利要求9所述的结构光三维测量系统，其特征在于，所述编码位值获取单元(4)包括：

第三判断单元(44)，用于根据截断相位值的正切值沿投影波长方向的增减特性，判断出每个投影成像点所对应的相位的单调增减特性；

第四判断单元(45)，用于根据上述单调增减特性，判断其对应的编码位值。