CN113959360A - 基于相移与焦移三维面形垂直测量方法、装置、介质 - Google Patents

基于相移与焦移三维面形垂直测量方法、装置、介质 Download PDF

Info

Publication number
CN113959360A
CN113959360A CN202111409461.0A CN202111409461A CN113959360A CN 113959360 A CN113959360 A CN 113959360A CN 202111409461 A CN202111409461 A CN 202111409461A CN 113959360 A CN113959360 A CN 113959360A
Authority
CN
China
Prior art keywords
distribution
delta
fringe
defocus
degree
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111409461.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113959360B (zh
Inventor
钟敏
陆泳屹
赵旭
王嘉卉
甘耀玮
戴湘麟
黄锴志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu University of Information Technology
Original Assignee
Chengdu University of Information Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu University of Information Technology filed Critical Chengdu University of Information Technology
Priority to CN202111409461.0A priority Critical patent/CN113959360B/zh
Publication of CN113959360A publication Critical patent/CN113959360A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113959360B publication Critical patent/CN113959360B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/2513—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object with several lines being projected in more than one direction, e.g. grids, patterns
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/254—Projection of a pattern, viewing through a pattern, e.g. moiré
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/14—Fourier, Walsh or analogous domain transformations, e.g. Laplace, Hilbert, Karhunen-Loeve, transforms

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于相移与焦移三维面形垂直测量方法、装置、介质，投影仪进行变焦扫描被测物体深度信息时，利用三步相移中的三帧条纹图连续依次循环投影到被测物体表面，相机同步采集对应的条纹图。在计算在投影仪每一焦距值的调制度分布时，利用到该焦距前后相邻焦距值的条纹图进行近似计算该焦距处的调制度值分布，从而重建被测物体的三维形貌。该技术既减少了条纹图的投影和采集量，同时还能避免被测物体细节丢失的现象，可获取与相移法相同的精度。本发明能为微观三维面形轮廓术领域的发展提供新思路，具有重要的意义和广阔的应用前景。

Description

基于相移与焦移三维面形垂直测量方法、装置、介质
技术领域
本发明涉及结构光投影三维面形测量技术领域，具体的说，涉及一种基于相移与焦移三维面形垂直测量方法、装置、介质。
背景技术
随着三维测量技术的迅猛发展，光学微观三维面形垂直测量方法在精密仪器、材料科学以及医学等领域获得了广泛的关注。该技术具有低损耗、非接触、高精度的优点，可完成表面复杂物体的测量，例如凹槽、台阶分布和深孔等。
常见的光学微观三维垂直测量轮廓术包括共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)、干涉测量技术以及结构光法等。CLSM一种高分辨率的显微成像技术，该技术利用激光逐点扫描，根据不同调焦深度获得样品不同深度层次的图像重建被测物体的三维全貌；干涉测量技术主要包括单波长干涉术(SWI)、双波长干涉术(DWI)以及白光干涉(WLI)。然而，SWI存在相位模糊的问题，DWI虽在一定程度扩大了测量范围，但扩大的量程仍然有限，WLI对外界环境要求较高，同时还要求被测物体具有较高的反射率。
基于结构光照明MMP不需要进行相位展开即可重建被测物体的三维面形。该技术避免三角测量法中的阴影问题以及相位展开不连续的现象。调制度分布的计算可以采用傅里叶变换方法以及相移方法。傅里叶变换属于单帧处理技术，仅需一帧条纹图即可获得该投影仪焦距处的调制度分布。然而，当背景光场分布不均或者物体表面较为复杂时，基频和零频将出现混叠的现象，此时，基频信息将无法准确提取，进而将导致被测物体的出现较大错误；相移方法属于多帧条纹处理技术，该技术在投影仪每一焦距处至少投影和拍摄三帧条纹图，该方法虽测量精度高，但测量较为耗时。
发明内容
针对调制度测量轮廓术图片采集数量多以及频谱混叠的缺陷，本发明提供了一种基于相移与焦移三维面形垂直测量方法、装置、介质，以有效解决背景技术中所提及的技术问题。
本发明的具体技术方案如下：
根据本发明的第一技术方案，提供了一种基于相移与焦移三维面形垂直测量方法，运用相移与焦移法标定测量系统，所述相移与焦移法标定测量系统包括投影设备、安装在所述投影设备上的变焦镜头、成像设备、半透半反镜
包括以下步骤：
基于相移与焦移法标定测量系统以建立条纹图的调制度-高度的映射关系；
连续改变连接在投影仪上的液体变焦镜头，并连续依次循环投影每一焦平面及对应的条纹图到被测物体表面上，同步采集物体表面上的光场；
利用当前焦距值及前后焦距值的条纹图近似计算得到调制度信息，作当前焦距值的调制度；
获取各条纹图中同名像素点的调制度，将其曲线进行一维傅里叶变换操作，选取适当的滤波器获得零频，再经逆傅里叶变换得到该像素点调制度对应的调制度曲线，查找调制度最大值，根据调制度-高度映射关系重建被测物体的三维面形。
进一步的，利用当前焦距值及前后焦距值的条纹图近似计算得到调制度信息，作当前焦距值的调制度，包括以下步骤：
当同时投影三帧三步相移条纹图到被测物体表面上时，所采集到的在焦平面上的条纹图为：
Figure BDA0003373732960000021
其中，In(x,y)为被测物体表面的光场分布，R(x,y)为被测物体表面的反射率，M为测量系统的放大倍数，B(x,y)表示环境光强，C(x,y)代表条纹对比度，f0为条纹周期，Φ0(x,y)表示初始相位，n为条纹序列号；
通过下式(2)进行计算得到焦平面上的调制度分布：
Figure BDA0003373732960000031
其中，Mf(x,y)为焦平面上调制度分布，In(x,y)为被测物体表面的光场分布，n为条纹序列号。
将式(2)代入(1)得到如下式(3)：
Figure BDA0003373732960000032
其中，Mf(x,y)为焦平面上的调制度分布，R(x,y)为被测物体表面的反射率，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数；
离焦平面上的图像可描述成焦平面位置的图像和点扩散函数的卷积，如下式(4)：
Figure BDA0003373732960000033
式中，In'(x,y；δ)表示离焦平面上的光场分布，δ表示离焦程度，
Figure BDA0003373732960000038
表示卷积符号，H(x,y；δ)是点扩散函数，通过二维高斯函数来表征，其表达式为
Figure BDA0003373732960000034
其中，H(x,y；δ)是点扩散函数，σH表征点扩散函数的标准偏差，σH＝Cr，C是一个和光学测量系统有关的常数；
将式(1)和式(5)代入式(4)，将离焦面上的条纹图表示为
Figure BDA0003373732960000035
其中，
Figure BDA0003373732960000036
为离焦程度δ1处像平面上三帧的光场分布，R(x,y)为被测物体表面的反射率，B(x,y)表示环境光强，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数，f0为条纹频率，Φ0(x,y)表示初始相位，
Figure BDA0003373732960000037
表征离焦程度δ1处的点扩散函数的标准偏差。
式(6)可简化为
Figure BDA0003373732960000041
式(7)中
Figure BDA0003373732960000042
其中，
Figure BDA0003373732960000043
分别表示离焦程度δ1处像平面上的三帧相移图，A(x,y)为条纹背景光强，R(x,y)为被测物体表面的反射率，B(x,y)表示环境光强，M为测量系统的放大倍数，F1(x,y)表示三帧相移图片的对比度，C(x,y)代表条纹对比度。σH1表征离焦程度δ1处的点扩散函数的标准偏差，
Figure BDA0003373732960000044
分别表示三帧相移图片的相位分布，f0为条纹频率，Φ0(x,y)表示初始相位，n为条纹序列号，取值为n＝0,1,2；
基于式(7)和式(8)，通过公式(2)可计算离焦面上的制度分布为：
Figure BDA0003373732960000045
其中，
Figure BDA0003373732960000046
为离焦程度δ1处的调制度分布，F1(x,y)表示三帧相移图片的对比度，R(x,y)为被测物体表面的反射率，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数，f0为条纹频率，
Figure BDA0003373732960000047
表征离焦程度δ1处的点扩散函数的标准偏差，Mf(x,y)表示焦平面上的调制度分布。
利用相移与焦移法获取离焦程度δ1处(点扩散函数的标准偏差为
Figure BDA0003373732960000048
)及其前后位置处(即δ0,
Figure BDA0003373732960000049
δ2,
Figure BDA00033737329600000410
)的三帧条纹图，其表达式为
Figure BDA0003373732960000051
其中，
Figure BDA0003373732960000052
为离焦程度δ0处像平面上的光场分布，
Figure BDA0003373732960000053
为离焦程度δ1处像平面上的光场分布，
Figure BDA0003373732960000054
为离焦程度δ2处像平面上的光场分布，R(x,y)为被测物体表面的反射率，B(x,y)表示环境光强，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数，f0为条纹频率，Φ0(x,y)表示初始相位。
Figure BDA0003373732960000055
分别表示δ0，δ1，δ2三个离焦位置对应的点扩散函数标准偏差；
将上式子进行简化可得
Figure BDA0003373732960000056
其中
Figure BDA0003373732960000057
Figure BDA0003373732960000058
为离焦程度δ0处像平面上的光场分布，
Figure BDA0003373732960000059
为离焦程度δ1处像平面上的光场分布，
Figure BDA00033737329600000510
为离焦程度δ2处像平面上的光场分布，A(x,y)为条纹背景光强，F0(x,y)，F1(x,y)，F2(x,y)分别表示三帧相移图片的对比度，
Figure BDA00033737329600000511
分别表示三帧相移图片的相位分布；R(x,y)为被测物体表面的反射率，B(x,y)表示环境光强，M为测量系统的放大倍数，C(x,y)代表条纹对比度，f0为条纹频率，
Figure BDA00033737329600000512
表示三个离焦位置对应的点扩散函数标准偏差。
在离焦程度δ1及其前后三位置处，由于投影焦距变化很小，因此F0(x,y)和F2(x,y)可利用F1(x,y)分别表示为F0(x,y)＝F1(x,y)-ε1，F2(x,y)＝F1(x,y)+ε2，且ε1≈0,ε2≈0，式(11)改写为
Figure BDA0003373732960000061
将式(7)代入上式可得
Figure BDA0003373732960000062
其中，
Figure BDA0003373732960000063
为离焦程度δ0处像平面上的光场分布，
Figure BDA0003373732960000064
为离焦程度δ1处像平面上的光场分布，
Figure BDA0003373732960000065
为离焦程度δ2处像平面上的光场分布，
Figure BDA0003373732960000066
分别表示离焦程度δ1处像平面上的三帧相移图，ε1,ε2为两无穷小量，即ε1≈0,ε2≈0，
Figure BDA0003373732960000067
Figure BDA0003373732960000068
分别表示三帧相移图片的相位分布；
将式(14)进行代入式(2)通过如下步骤近似计算得到离焦程度δ1处调制度分布：
Figure BDA0003373732960000069
由于，ε1≈0,ε2≈0，
Figure BDA00033737329600000610
Figure BDA00033737329600000611
将式(15)近似为
Figure BDA0003373732960000071
其中，
Figure BDA0003373732960000072
分别表示利用相移与焦移法和传统三步相移法获得在离焦程度δ1处的调制度分布，F1(x,y)表示三帧相移图片的对比度，R(x,y)为被测物体表面的反射率，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数，f0为条纹频率，
Figure BDA0003373732960000073
表征离焦程度δ1处的点扩散函数的标准偏差，Mf(x,y)表示焦平面上的调制度分布。
根据本发明的第二技术方案，提供了一种基于相移与焦移法三维面形垂直测量装置，包括相移与焦移法标定测量系统以及处理器，所述相移与焦移法标定测量系统包括投影设备、安装在所述投影设备上的变焦镜头、成像设备、半透半反镜；
所述处理器被配置为：
基于相移与焦移法标定测量系统以建立条纹图的调制度-高度的映射关系；
连续改变连接在投影仪上的液体变焦镜头，并连续依次循环投影每一焦平面及对应的条纹图到被测物体表面上，同步采集物体表面上的光场；
利用当前焦距值及前后焦距值的条纹图近似计算得到调制度信息，作当前焦距值的调制度；
获取各条纹图中同名像素点的调制度，将其曲线进行一维傅里叶变换操作，选取适当的滤波器获得零频，再经逆傅里叶变换得到该像素点调制度对应的调制度曲线，查找调制度最大值，根据调制度-高度映射关系重建被测物体的三维面形。
根据本发明的第三技术方案，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行本发明实施例中的任一项所述的方法。
根据本发明实施例公开的一种基于相移与焦移三维面形垂直测量方法、装置、介质，投影仪进行变焦扫描被测物体深度信息时，利用三步相移中的三帧条纹图连续依次循环投影到被测物体表面，相机同步采集对应的条纹图。在计算在投影仪每一焦距值的调制度分布时，利用到该焦距前后相邻焦距值的条纹图进行近似计算该焦距处的调制度值分布，从而重建被测物体的三维形貌。该技术既减少了条纹图的投影和采集量，同时还能避免被测物体细节丢失的现象，可获取与相移法相同的精度。本发明能为微观三维面形轮廓术领域的发展提供新思路，具有重要的意义和广阔的应用前景。
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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1示出了根据本发明实施例的一种基于相移与焦移法三维面形垂直测量方法的原理图；
图2示出了根据本发明实施例的对投影正弦条纹图到被测物体第149帧条纹图。
图3示出了根据本发明实施例的对投影正弦条纹图到被测物体第150帧条纹图；
图4示出了根据本发明实施例的对投影正弦条纹图到被测物体第151帧条纹图；
图5示出了根据本发明实施例的利用传统三步方法(实线)和相移与焦移法(虚线)获得图2标记像素点的调制度分布图。
图6示出了利用传统三步方法重建所得被测物体的三维面形图。
图7示出了根据本发明实施例的利用相移与焦移法重建所得被测物体的三维面形图。
图8示出了根据本发明实施例的利用传统三步方法(实线)和相移与焦移法(虚线)重建结果在图2标记行中的剖面对比图。
图9示出了根据本发明实施例的基于相移与焦移法三维面形垂直测量装置的硬件图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
现在结合说明书附图对本发明做进一步的说明。
本发明设计了一种基于相移与焦移三维面形垂直测量方法，其包括如下步骤：
S1、基于相移与焦移法标定测量系统以建立条纹图的调制度-高度的映射关系。进一步的，所述微观测量系统原理图如图1所示，1表示投影仪，2表示可调焦液态镜头，3表示半透半反镜，4表示CCD图像采集设备，5表示被测物体，t表示不同深度对应的标定面序列号，t＝1表示参考面，即高度为0mm，t＝T表示离参考面最远的标定高度，且标定面在标定区间t＝1和t＝T之间等间距放置，标定面等间距放置在标定区间范围内，任意标定面的高度值均为与参考面的相对高度值，被测物体放在标定区间内进行测量。在进行系统标定时，将标定面依次从t＝1移动到t＝T处，对于任意标定面,投影仪在扫描该标定面时，可调焦液态镜头电流值将从G1等间距化到GJ，且对应焦距由f1等间距变化到fJ，投影仪将循环投影三帧三步相移图，CCD将同步采集标定面上的光场强度直至t＝T标定面完成图片采集。
对于任意平面t，利用相移与焦移法可获得每一标定面对应不同焦距位置处的调制度分布。对于该标定面上的任意像素点(x,y)，均可获得近似高斯分布曲线，每条曲线最大值均可找到与此相对应相对参考面的高度值，即调制度-高度的映射关系。
S2、连续改变连接接在投影仪上的液体变焦镜头，并连续依次循环投影每一焦平面及对应的条纹图到被测物体表面上，同步利用CCD采集物体表面上的光场；
S3、某一位置处的调制度计算，将利用该位置及前后位置处的条纹图近似计算调制度值信息；
进一步的，利用当前焦距值及前后焦距值的条纹图近似计算得到调制度信息，作当前焦距值的调制度，包括以下步骤：
当同时投影三帧三步相移条纹图到被测物体表面上时，所采集到的在焦平面上的条纹图为：
Figure BDA0003373732960000101
其中，In(x,y)为被测物体表面的光场分布，R(x,y)为被测物体表面的反射率，M为测量系统的放大倍数，B(x,y)表示环境光强，C(x,y)代表条纹对比度，f0为条纹周期，Φ0(x,y)表示初始相位，n为条纹序列号；
通过下式(2)进行计算得到焦平面上的调制度分布：
Figure BDA0003373732960000102
其中，Mf(x,y)为焦平面上调制度分布，In(x,y)为被测物体表面的光场分布，n为条纹序列号。
将式(2)代入(1)得到如下式(3)：
Figure BDA0003373732960000111
其中，Mf(x,y)为焦平面上的调制度分布，R(x,y)为被测物体表面的反射率，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数；
离焦平面上的图像可描述成焦平面位置的图像和点扩散函数的卷积，如下式(4)：
Figure BDA0003373732960000112
式中，In'(x,y；δ)表示离焦平面上的光场分布，δ表示离焦程度，
Figure BDA0003373732960000118
表示卷积符号，H(x,y；δ)是点扩散函数，通过二维高斯函数来表征，其表达式为
Figure BDA0003373732960000113
其中，H(x,y；δ)是点扩散函数，σH表征点扩散函数的标准偏差，σH＝Cr，C是一个和光学测量系统有关的常数；
将式(1)和式(5)代入式(4)，将离焦面上的条纹图表示为
Figure BDA0003373732960000114
其中，
Figure BDA0003373732960000115
为离焦程度δ1处像平面上三帧的光场分布，R(x,y)为被测物体表面的反射率，B(x,y)表示环境光强，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数，f0为条纹频率，Φ0(x,y)表示初始相位，
Figure BDA0003373732960000116
表征离焦程度δ1处的点扩散函数的标准偏差。
式(6)可简化为
Figure BDA0003373732960000117
式(7)中
Figure BDA0003373732960000121
其中，
Figure BDA0003373732960000122
分别表示离焦程度δ1处像平面上的三帧相移图，A(x,y)为条纹背景光强，R(x,y)为被测物体表面的反射率，B(x,y)表示环境光强，M为测量系统的放大倍数，F1(x,y)表示三帧相移图片的对比度，C(x,y)代表条纹对比度。
Figure BDA0003373732960000123
表征离焦程度δ1处的点扩散函数的标准偏差，
Figure BDA0003373732960000124
分别表示三帧相移图片的相位分布，f0为条纹频率，Φ0(x,y)表示初始相位，n为条纹序列号，取值为n＝0,1,2。
基于式(7)和式(8)，通过公式(2)可计算离焦面上的制度分布为：
Figure BDA0003373732960000125
其中，
Figure BDA0003373732960000126
为离焦程度δ1处的调制度分布，F1(x,y)表示三帧相移图片的对比度，R(x,y)为被测物体表面的反射率，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数，f0为条纹频率，
Figure BDA0003373732960000127
表征离焦程度δ1处的点扩散函数的标准偏差，Mf(x,y)表示焦平面上的调制度分布。
利用相移与焦移法获取离焦程度δ1处(点扩散函数的标准偏差为
Figure BDA0003373732960000128
)及其前后位置处(即δ0,
Figure BDA0003373732960000129
δ2,
Figure BDA00033737329600001210
)的三帧条纹图，其表达式为
Figure BDA00033737329600001211
其中，
Figure BDA00033737329600001212
为离焦程度δ0处像平面上的光场分布，
Figure BDA00033737329600001213
为离焦程度δ1处像平面上的光场分布，
Figure BDA0003373732960000131
为离焦程度δ2处像平面上的光场分布，R(x,y)为被测物体表面的反射率，B(x,y)表示环境光强，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数，f0为条纹频率，Φ0(x,y)表示初始相位。
Figure BDA0003373732960000132
分别表示δ0，δ1，δ2三个离焦位置对应的点扩散函数标准偏差；
将上式子进行简化可得
Figure BDA0003373732960000133
其中
Figure BDA0003373732960000134
Figure BDA0003373732960000135
为离焦程度δ0处像平面上的光场分布，
Figure BDA0003373732960000136
为离焦程度δ1处像平面上的光场分布，
Figure BDA0003373732960000137
为离焦程度δ2处像平面上的光场分布，A(x,y)为条纹背景光强，F0(x,y)，F1(x,y)，F2(x,y)分别表示三帧相移图片的对比度，
Figure BDA0003373732960000138
分别表示三帧相移图片的相位分布；R(x,y)为被测物体表面的反射率，B(x,y)表示环境光强，M为测量系统的放大倍数，C(x,y)代表条纹对比度，f0为条纹频率，
Figure BDA0003373732960000139
表示三个离焦位置对应的点扩散函数标准偏差。
在离焦程度δ1及其前后三位置处，由于投影焦距变化很小，因此F0(x,y)和F2(x,y)可利用F1(x,y)分别表示为F0(x,y)＝F1(x,y)-ε1，F2(x,y)＝F1(x,y)+ε2，且ε1≈0,ε2≈0，式(11)改写为
Figure BDA00033737329600001310
将式(7)代入上式可得
Figure BDA0003373732960000141
其中，
Figure BDA0003373732960000142
为离焦程度δ0处像平面上的光场分布，
Figure BDA0003373732960000143
为离焦程度δ1处像平面上的光场分布，
Figure BDA0003373732960000144
为离焦程度δ2处像平面上的光场分布，
Figure BDA0003373732960000145
分别表示离焦程度δ1处像平面上的三帧相移图，ε1,ε2为两无穷小量，即ε1≈0,ε2≈0，
Figure BDA0003373732960000146
Figure BDA0003373732960000147
分别表示三帧相移图片的相位分布；
将式(14)进行代入式(2)通过如下步骤近似计算得到离焦程度δ1处调制度分布：
Figure BDA0003373732960000148
由于，ε1≈0,ε2≈0，
Figure BDA0003373732960000149
Figure BDA00033737329600001410
将式(15)近似为
Figure BDA0003373732960000151
其中，
Figure BDA0003373732960000152
分别表示利用相移与焦移法和传统三步相移法获得在离焦程度δ1处的调制度分布，F1(x,y)表示三帧相移图片的对比度，R(x,y)为被测物体表面的反射率，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数，f0为条纹频率，
Figure BDA0003373732960000153
表征离焦程度δ1处的点扩散函数的标准偏差，Mf(x,y)表示焦平面上的调制度分布。
S4、获取各条纹图中同名像素点的调制度，将其曲线进行一维傅里叶变换操作，选取适当的滤波器获得零频，再经逆傅里叶变换得到该像素点调制度对应的调制度曲线，查找调制度最大值，根据调制度-高度映射关系重建被测物体的三维面形。
本实施例中下面给出了本发明中基于相移与焦移三维面形垂直测量方法的一个实施例，但本发明不仅限于实施例中所涉及的内容。实施例中标定深度为0μm至1100μm，任意两相邻标定面间距为100μm。被测三维物体是一个具有阵列排列的小球模型，在进行被测物体扫描时共采集317帧条纹图，图2、3、4分别是正弦条纹图扫描被测物体第149，150，151帧条纹图，图5为分别利用传统三步相移(实线)和专利所提方法(虚线)获得图2标记像素点的调制度分布，两种方法所得调制度分布几乎一致。图6和图7分别为利用传统三步相移和专利所提方法重建被测物体三维面形图。由传统三步相移法所得物体的标准差为4.5752μm，由专利所提方法所得物体的标准差为4.5702μm。图8为两种方法重建结果在图2标记行中的剖面对比图，其中实线表示由传统三步相移法所得结果，虚线表示由专利所提方法所得结果。可见两种方法精度几乎一致，但专利所提方法仅用标准相移法中1/3的数据量。
图9示出了根据本发明实施例的基于相移与焦移法三维面形垂直测量装置的硬件图，如图1和图9所示，本发明实施例还提供了一种基于相移与焦移法三维面形垂直测量装置，该装置200包括处理器201，所述处理器201配置为实现根据本发明各个实施例所述的方法。
需要注意的是处理器201可以是包括一个以上通用处理设备的处理设备，诸如微处理器、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等。更具体地，处理器201可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、运行其他指令集的处理器或运行指令集的组合的处理器。处理器201还可以是一个以上专用处理设备，诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、片上系统(SoC)等。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机本发明实施例中的任一所述的方法。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (5)

1.一种基于相移与焦移三维面形垂直测量方法，其特征在于，运用相移与焦移法标定测量系统，所述相移与焦移法标定测量系统包括投影设备、安装在所述投影设备上的变焦镜头、成像设备、半透半反镜；
包括以下步骤：
基于相移与焦移法标定测量系统以建立条纹图的调制度-高度的映射关系；
连续改变连接在投影仪上的液体变焦镜头，并连续依次循环投影每一焦平面及对应的条纹图到被测物体表面上，同步采集物体表面上的光场；
利用当前焦距值及前后焦距值的条纹图近似计算得到调制度信息，作当前焦距值的调制度；
获取各条纹图中同名像素点的调制度，将其曲线进行一维傅里叶变换操作，选取适当的滤波器获得零频，再经逆傅里叶变换得到该像素点调制度对应的调制度曲线，查找调制度最大值，根据调制度-高度映射关系重建被测物体的三维面形。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用当前焦距值及前后焦距值的条纹图近似计算得到调制度信息，作当前焦距值的调制度，包括以下步骤：
当同时投影三帧三步相移条纹图到被测物体表面上时，所采集到的在焦平面上的条纹图为：
Figure FDA0003373732950000011
其中，In(x,y)为被测物体表面的光场分布，R(x,y)为被测物体表面的反射率，M为测量系统的放大倍数，B(x,y)表示环境光强，C(x,y)代表条纹对比度，f0为条纹周期，Φ0(x,y)表示初始相位，n为条纹序列号；
通过下式(2)进行计算得到焦平面上的调制度分布：
Figure FDA0003373732950000012
其中，Mf(x,y)为焦平面上调制度分布，In(x,y)为被测物体表面的光场分布，n为条纹序列号。
将式(2)代入(1)得到如下式(3)：
Figure FDA0003373732950000021
其中，Mf(x,y)为焦平面上的调制度分布，R(x,y)为被测物体表面的反射率，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数；
离焦平面上的图像可描述成焦平面位置的图像和点扩散函数的卷积，如下式(4)：
Figure FDA0003373732950000022
式中，In'(x,y；δ)表示离焦平面上的光场分布，δ表示离焦程度，
Figure FDA0003373732950000023
表示卷积符号，H(x,y；δ)是点扩散函数，通过二维高斯函数来表征，其表达式为
Figure FDA0003373732950000024
其中，H(x,y；δ)是点扩散函数，σH表征点扩散函数的标准偏差，σH＝Cr，C是一个和光学测量系统有关的常数；
将式(1)和式(5)代入式(4)，将离焦面上的条纹图表示为
Figure FDA0003373732950000025
其中，
Figure FDA0003373732950000026
为离焦程度δ1处像平面上三帧的光场分布，R(x,y)为被测物体表面的反射率，B(x,y)表示环境光强，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数，f0为条纹频率，Φ0(x,y)表示初始相位，
Figure FDA0003373732950000027
表征离焦程度δ1处的点扩散函数的标准偏差；
式(6)可简化为
Figure FDA0003373732950000028
式(7)中
Figure FDA0003373732950000031
其中，
Figure FDA0003373732950000032
分别表示离焦程度δ1处像平面上的三帧相移图，A(x,y)为条纹背景光强，R(x,y)为被测物体表面的反射率，B(x,y)表示环境光强，M为测量系统的放大倍数，F1(x,y)表示三帧相移图片的对比度，C(x,y)代表条纹对比度。
Figure FDA0003373732950000033
表征离焦程度δ1处的点扩散函数的标准偏差，
Figure FDA0003373732950000034
分别表示三帧相移图片的相位分布，f0为条纹频率，Φ0(x,y)表示初始相位，n为条纹序列号，取值为n＝0,1,2；
基于式(7)和式(8)，通过公式(2)可计算离焦面上的制度分布为：
Figure FDA0003373732950000035
其中，
Figure FDA0003373732950000036
为离焦程度δ1处的调制度分布，F1(x,y)表示三帧相移图片的对比度，R(x,y)为被测物体表面的反射率，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数，f0为条纹频率，
Figure FDA0003373732950000037
表征离焦程度δ1处的点扩散函数的标准偏差，Mf(x,y)表示焦平面上的调制度分布；
利用相移与焦移法获取离焦程度δ1处(点扩散函数的标准偏差为
Figure FDA0003373732950000038
)及其前后位置处(即
Figure FDA0003373732950000039
)的三帧条纹图，其表达式为
Figure FDA00033737329500000310
其中，
Figure FDA0003373732950000041
为离焦程度δ0处像平面上的光场分布，
Figure FDA0003373732950000042
为离焦程度δ1处像平面上的光场分布，
Figure FDA0003373732950000043
为离焦程度δ2处像平面上的光场分布，R(x,y)为被测物体表面的反射率，B(x,y)表示环境光强，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数，f0为条纹频率，Φ0(x,y)表示初始相位。
Figure FDA0003373732950000044
分别表示δ0，δ1，δ2三个离焦位置对应的点扩散函数标准偏差；
将上式子进行简化可得
Figure FDA0003373732950000045
其中
Figure FDA0003373732950000046
Figure FDA0003373732950000047
为离焦程度δ0处像平面上的光场分布，
Figure FDA0003373732950000048
为离焦程度δ1处像平面上的光场分布，
Figure FDA0003373732950000049
为离焦程度δ2处像平面上的光场分布，A(x,y)为条纹背景光强，F0(x,y)，F1(x,y)，F2(x,y)分别表示三帧相移图片的对比度，
Figure FDA00033737329500000410
分别表示三帧相移图片的相位分布；R(x,y)为被测物体表面的反射率，B(x,y)表示环境光强，M为测量系统的放大倍数，C(x,y)代表条纹对比度，f0为条纹频率，
Figure FDA00033737329500000411
表示三个离焦位置对应的点扩散函数标准偏差；
在离焦程度δ1及其前后三位置处，由于投影焦距变化很小，因此F0(x,y)和F2(x,y)可利用F1(x,y)分别表示为F0(x,y)＝F1(x,y)-ε1，F2(x,y)＝F1(x,y)+ε2，且ε1≈0,ε2≈0，式(11)改写为
Figure FDA00033737329500000412
将式(7)代入上式可得
Figure FDA0003373732950000051
其中，
Figure FDA0003373732950000052
为离焦程度δ0处像平面上的光场分布，
Figure FDA0003373732950000053
为离焦程度δ1处像平面上的光场分布，
Figure FDA0003373732950000054
为离焦程度δ2处像平面上的光场分布，
Figure FDA0003373732950000055
分别表示离焦程度δ1处像平面上的三帧相移图，ε1,ε2为两无穷小量，即ε1≈0,ε2≈0，
Figure FDA0003373732950000056
Figure FDA0003373732950000057
分别表示三帧相移图片的相位分布；
将式(14)进行代入式(2)通过如下步骤近似计算得到离焦程度δ1处调制度分布：
Figure FDA0003373732950000058
由于，ε1≈0,ε2≈0，
Figure FDA0003373732950000059
Figure FDA00033737329500000510
将式(15)近似为
Figure FDA0003373732950000061
其中，
Figure FDA0003373732950000062
分别表示利用相移与焦移法和传统三步相移法获得在离焦程度δ1处的调制度分布，F1(x,y)表示三帧相移图片的对比度，R(x,y)为被测物体表面的反射率，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数，f0为条纹频率，
Figure FDA0003373732950000063
表征离焦程度δ1处的点扩散函数的标准偏差，Mf(x,y)表示焦平面上的调制度分布。
3.基于相移与焦移法三维面形垂直测量装置，其特征在于，包括相移与焦移法标定测量系统以及处理器，所述相移与焦移法标定测量系统包括投影设备、安装在所述投影设备上的变焦镜头、成像设备、半透半反镜；
所述处理器被配置为：
基于相移与焦移法标定测量系统以建立条纹图的调制度-高度的映射关系；
连续改变连接在投影仪上的液体变焦镜头，并连续依次循环投影每一焦平面及对应的条纹图到被测物体表面上，同步采集物体表面上的光场；
利用当前焦距值及前后焦距值的条纹图近似计算得到调制度信息，作当前焦距值的调制度；
获取各条纹图中同名像素点的调制度，将其曲线进行一维傅里叶变换操作，选取适当的滤波器获得零频，再经逆傅里叶变换得到该像素点调制度对应的调制度曲线，查找调制度最大值，根据调制度-高度映射关系重建被测物体的三维面形。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置为：
利用当前焦距值及前后焦距值的条纹图近似计算得到调制度信息，作当前焦距值的调制度，包括以下步骤：
当同时投影三帧三步相移条纹图到被测物体表面上时，所采集到的在焦平面上的条纹图为：
Figure FDA0003373732950000071
其中，In(x,y)为被测物体表面的光场分布，R(x,y)为被测物体表面的反射率，M为测量系统的放大倍数，B(x,y)表示环境光强，C(x,y)代表条纹对比度，f0为条纹周期，Φ0(x,y)表示初始相位，n为条纹序列号；
通过下式(2)进行计算得到焦平面上的调制度分布：
Figure FDA0003373732950000072
其中，Mf(x,y)为焦平面上调制度分布，In(x,y)为被测物体表面的光场分布，n为条纹序列号。
将式(2)代入(1)得到如下式(3)：
Figure FDA0003373732950000073
其中，Mf(x,y)为焦平面上的调制度分布，R(x,y)为被测物体表面的反射率，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数；
离焦平面上的图像可描述成焦平面位置的图像和点扩散函数的卷积，如下式(4)：
Figure FDA0003373732950000074
式中，In'(x,y；δ)表示离焦平面上的光场分布，δ表示离焦程度，
Figure FDA0003373732950000075
表示卷积符号，H(x,y；δ)是点扩散函数，通过二维高斯函数来表征，其表达式为
Figure FDA0003373732950000076
其中，H(x,y；δ)是点扩散函数，σH表征点扩散函数的标准偏差，σH＝Cr，C是一个和光学测量系统有关的常数；
将式(1)和式(5)代入式(4)，将离焦面上的条纹图表示为
Figure FDA0003373732950000081
其中，
Figure FDA0003373732950000082
为离焦程度δ1处像平面上三帧的光场分布，R(x,y)为被测物体表面的反射率，B(x,y)表示环境光强，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数，f0为条纹频率，Φ0(x,y)表示初始相位，
Figure FDA0003373732950000083
表征离焦程度δ1处的点扩散函数的标准偏差。
式(6)可简化为
Figure FDA0003373732950000084
式(7)中
Figure FDA0003373732950000085
其中，
Figure FDA0003373732950000086
分别表示离焦程度δ1处像平面上的三帧相移图，A(x,y)为条纹背景光强，R(x,y)为被测物体表面的反射率，B(x,y)表示环境光强，M为测量系统的放大倍数，F1(x,y)表示三帧相移图片的对比度，C(x,y)代表条纹对比度。σH1表征离焦程度δ1处的点扩散函数的标准偏差，
Figure FDA0003373732950000087
Figure FDA0003373732950000088
分别表示三帧相移图片的相位分布，f0为条纹频率，Φ0(x,y)表示初始相位，n为条纹序列号，取值为n＝0,1,2。
基于式(7)和式(8)，通过公式(2)可计算离焦面上的制度分布为：
Figure FDA0003373732950000091
其中，
Figure FDA0003373732950000092
为离焦程度δ1处的调制度分布，F1(x,y)表示三帧相移图片的对比度，R(x,y)为被测物体表面的反射率，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数，f0为条纹频率，
Figure FDA0003373732950000093
表征离焦程度δ1处的点扩散函数的标准偏差，Mf(x,y)表示焦平面上的调制度分布。
利用相移与焦移法获取离焦程度δ1处(点扩散函数的标准偏差为
Figure FDA0003373732950000094
)及其前后位置处(即
Figure FDA0003373732950000095
)的三帧条纹图，其表达式为
Figure FDA0003373732950000096
其中，
Figure FDA0003373732950000097
为离焦程度δ0处像平面上的光场分布，
Figure FDA0003373732950000098
为离焦程度δ1处像平面上的光场分布，
Figure FDA0003373732950000099
为离焦程度δ2处像平面上的光场分布，R(x,y)为被测物体表面的反射率，B(x,y)表示环境光强，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数，f0为条纹频率，Φ0(x,y)表示初始相位。
Figure FDA00033737329500000910
分别表示δ0，δ1，δ2三个离焦位置对应的点扩散函数标准偏差；
将上式子进行简化可得
Figure FDA00033737329500000911
其中
Figure FDA0003373732950000101
Figure FDA0003373732950000102
为离焦程度δ0处像平面上的光场分布，
Figure FDA0003373732950000103
为离焦程度δ1处像平面上的光场分布，
Figure FDA0003373732950000104
为离焦程度δ2处像平面上的光场分布，A(x,y)为条纹背景光强，F0(x,y)，F1(x,y)，F2(x,y)分别表示三帧相移图片的对比度，
Figure FDA0003373732950000105
分别表示三帧相移图片的相位分布；R(x,y)为被测物体表面的反射率，B(x,y)表示环境光强，M为测量系统的放大倍数，C(x,y)代表条纹对比度，f0为条纹频率，
Figure FDA0003373732950000106
表示三个离焦位置对应的点扩散函数标准偏差。
在离焦程度δ1及其前后三位置处，由于投影焦距变化很小，因此F0(x,y)和F2(x,y)可利用F1(x,y)分别表示为F0(x,y)＝F1(x,y)-ε1，F2(x,y)＝F1(x,y)+ε2，且ε1≈0,ε2≈0，式(11)改写为
Figure FDA0003373732950000107
将式(7)代入上式可得
Figure FDA0003373732950000108
其中，
Figure FDA0003373732950000109
为离焦程度δ0处像平面上的光场分布，
Figure FDA00033737329500001010
为离焦程度δ1处像平面上的光场分布，
Figure FDA00033737329500001011
为离焦程度δ2处像平面上的光场分布，
Figure FDA00033737329500001012
分别表示离焦程度δ1处像平面上的三帧相移图，ε1,ε2为两无穷小量，即ε1≈0,ε2≈0，
Figure FDA00033737329500001013
Figure FDA00033737329500001014
分别表示三帧相移图片的相位分布；
将式(14)进行代入式(2)通过如下步骤近似计算得到离焦程度δ1处调制度分布：
Figure FDA0003373732950000111
由于，ε1≈0,ε2≈0，
Figure FDA0003373732950000112
Figure FDA0003373732950000113
将式(15)近似为
Figure FDA0003373732950000114
其中，
Figure FDA0003373732950000115
分别表示利用相移与焦移法和传统三步相移法获得在离焦程度δ1处的调制度分布，F1(x,y)表示三帧相移图片的对比度，R(x,y)为被测物体表面的反射率，C(x,y)代表条纹对比度，M为测量系统的放大倍数，f0为条纹频率，σH1表征离焦程度δ1处的点扩散函数的标准偏差，Mf(x,y)表示焦平面上的调制度分布。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行权利要求1-2中的任一项所述的方法。
CN202111409461.0A 2021-11-25 2021-11-25 基于相移与焦移三维面形垂直测量方法、装置、介质 Active CN113959360B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111409461.0A CN113959360B (zh) 2021-11-25 2021-11-25 基于相移与焦移三维面形垂直测量方法、装置、介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111409461.0A CN113959360B (zh) 2021-11-25 2021-11-25 基于相移与焦移三维面形垂直测量方法、装置、介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113959360A true CN113959360A (zh) 2022-01-21
CN113959360B CN113959360B (zh) 2023-11-24

Family

ID=79471893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111409461.0A Active CN113959360B (zh) 2021-11-25 2021-11-25 基于相移与焦移三维面形垂直测量方法、装置、介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113959360B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12103238B1 (en) * 2024-02-13 2024-10-01 Additive Monitoring, Inc. Fringe calibration system and method

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5789118A (en) * 1992-08-21 1998-08-04 Intel Corporation Method and apparatus for precision determination of phase-shift in a phase-shifted reticle
US5852672A (en) * 1995-07-10 1998-12-22 The Regents Of The University Of California Image system for three dimensional, 360 DEGREE, time sequence surface mapping of moving objects
GB9926014D0 (en) * 1999-11-04 2000-01-12 Burton David R Measurement of objects
CA2528791A1 (en) * 2005-12-01 2007-06-01 Peirong Jia Full-field three-dimensional measurement method
CN102519393A (zh) * 2011-11-15 2012-06-27 四川大学 用两个正交正弦光栅实现快速调制度测量轮廓术的方法
CN103547883A (zh) * 2011-05-20 2014-01-29 加泰罗尼亚理工大学 用于非接触测量表面的方法和设备
CN105371754A (zh) * 2015-11-27 2016-03-02 成都信息工程大学 一种波长修正式多光束级联阶梯角反射镜激光干涉仪及其测量方法
CN106464807A (zh) * 2014-06-13 2017-02-22 英特尔公司 用于基于相位的自动聚焦的可靠性测量
CN108168464A (zh) * 2018-02-09 2018-06-15 东南大学 针对条纹投影三维测量系统离焦现象的相位误差校正方法
CN109341523A (zh) * 2018-10-08 2019-02-15 中国计量大学 一种点衍射干涉三坐标测量装置探头端面调平方法
CN109631798A (zh) * 2018-12-28 2019-04-16 成都信息工程大学 一种基于π相移方法的三维面形垂直测量方法
CN109974626A (zh) * 2019-04-08 2019-07-05 四川大学 一种基于相移量编码条纹级次的结构光三维测量方法
CN110057319A (zh) * 2019-02-20 2019-07-26 西安理工大学 一种大范围反射率变化物体的高速三维测量方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5789118A (en) * 1992-08-21 1998-08-04 Intel Corporation Method and apparatus for precision determination of phase-shift in a phase-shifted reticle
US5852672A (en) * 1995-07-10 1998-12-22 The Regents Of The University Of California Image system for three dimensional, 360 DEGREE, time sequence surface mapping of moving objects
GB9926014D0 (en) * 1999-11-04 2000-01-12 Burton David R Measurement of objects
CA2528791A1 (en) * 2005-12-01 2007-06-01 Peirong Jia Full-field three-dimensional measurement method
CN103547883A (zh) * 2011-05-20 2014-01-29 加泰罗尼亚理工大学 用于非接触测量表面的方法和设备
CN102519393A (zh) * 2011-11-15 2012-06-27 四川大学 用两个正交正弦光栅实现快速调制度测量轮廓术的方法
CN106464807A (zh) * 2014-06-13 2017-02-22 英特尔公司 用于基于相位的自动聚焦的可靠性测量
CN105371754A (zh) * 2015-11-27 2016-03-02 成都信息工程大学 一种波长修正式多光束级联阶梯角反射镜激光干涉仪及其测量方法
CN108168464A (zh) * 2018-02-09 2018-06-15 东南大学 针对条纹投影三维测量系统离焦现象的相位误差校正方法
CN109341523A (zh) * 2018-10-08 2019-02-15 中国计量大学 一种点衍射干涉三坐标测量装置探头端面调平方法
CN109631798A (zh) * 2018-12-28 2019-04-16 成都信息工程大学 一种基于π相移方法的三维面形垂直测量方法
CN110057319A (zh) * 2019-02-20 2019-07-26 西安理工大学 一种大范围反射率变化物体的高速三维测量方法
CN109974626A (zh) * 2019-04-08 2019-07-05 四川大学 一种基于相移量编码条纹级次的结构光三维测量方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12103238B1 (en) * 2024-02-13 2024-10-01 Additive Monitoring, Inc. Fringe calibration system and method

Also Published As

Publication number Publication date
CN113959360B (zh) 2023-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Huang et al. Review of phase measuring deflectometry
CN113237435B (zh) 一种高反光表面三维视觉测量系统及方法
CN111288925B (zh) 一种基于数字对焦结构照明光场的三维重建方法和装置
Qiao et al. A single-shot phase retrieval method for phase measuring deflectometry based on deep learning
Huang et al. Fast full-field out-of-plane deformation measurement using fringe reflectometry
CN112967342B (zh) 一种高精度三维重建方法、系统、计算机设备及存储介质
CN111238403A (zh) 一种基于光场子孔径条纹图像的三维重建方法及装置
CN110207609B (zh) 基于多种光谱的主动光的三维成像方法、装置及存储介质
Xiaoling et al. Calibration of a fringe projection profilometry system using virtual phase calibrating model planes
CN113358063A (zh) 一种基于相位加权融合的面结构光三维测量方法及系统
CN109631798A (zh) 一种基于π相移方法的三维面形垂直测量方法
Cai et al. Structured-light-field 3D imaging without phase unwrapping
CN113959360B (zh) 基于相移与焦移三维面形垂直测量方法、装置、介质
Cheng et al. A practical micro fringe projection profilometry for 3-D automated optical inspection
Wang et al. Parasitic reflection elimination using binary pattern in phase measuring deflectometry
Guo et al. High-quality defocusing phase-shifting profilometry on dynamic objects
CN111815697A (zh) 一种热变形动态三维测量方法
Huntley Optical shape measurement technology: past, present, and future
CN113932735B (zh) 基于旋转光栅投影三维面形垂直测量方法、装置、介质
Dai et al. Shape measurement by digital speckle temporal sequence correlation with digital light projector
CN114820914A (zh) 一种基于单轴mems条纹投影的手臂三维测量方法
Deng Absolute phase recovery based on two-wavelength fringes using a defocusing technique in fringe projection profilometry
Hahn et al. Digital Hammurabi: design and development of a 3D scanner for cuneiform tablets
Hong et al. Phase retrieval based on transport of intensity equation and image interpolation
CN112325798A (zh) 一种基于相位单调一致性的双目远心匹配方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant