CN114688994B - 彩色投影模块、条纹解码方法、装置、介质、设备和系统 - Google Patents

彩色投影模块、条纹解码方法、装置、介质、设备和系统 Download PDF

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Abstract

本公开涉及彩色投影模块、条纹解码方法、装置、介质、设备和系统。该彩色投影模块用于投射彩色条纹图案至被测物体表面，其中，彩色条纹图案包括m个周期性重复的基础条纹序列：其中，m为正整数，基础条纹序列包括k种颜色互不相同的条纹，且任意连续的n个条纹构成的n位条纹序列均唯一；基础条纹序列的条纹总数l满足l≤l0，l0＝kn，k和n均为等于或大于2的正整数。由此，利用可周期性重复的彩色条纹实现条纹编码和对应解码，可减少条纹颜色数目以及减少解码所需条纹个数，有利于提高解码稳定性，简化结构，提高扫描效率。

Description

彩色投影模块、条纹解码方法、装置、介质、设备和系统
技术领域
本公开涉及三维测量技术领域，尤其涉及一种彩色投影模块、条纹解码方法、装置、介质、设备和系统。
背景技术
近年来，结构光三维测量技术发展迅速，其依靠非接触式、高精度、高效率等测量特点，在工业检测、辅助医疗、电子设备、文物修复等领域得到广泛应用。结构光三维测量技术是一种向被测物体表面投射编码图案，并通过采集、解析被物体表面形貌调制的编码图案，从而获取物体真实三维形貌的三维重建技术。结构光三维测量技术根据投影的编码图案数量可分为：单帧结构光和多帧结构光。其中，多帧结构光技术需要连续投射多帧编码图案，对物体运动速度或扫描速度具有一定的要求，无法实现高帧率的实时扫描；且对应的结构相对复杂，投影设备较昂贵。而单帧结构光技术只需向被测物体表面投射一幅编码图案，测量速度较快，且无需变换编码图案，结构简单，价格便宜，被广泛研究。
彩色条纹编码结构光技术作为一种单帧结构光技术，由于其抗干扰性好、精度高等优点，常被用于复杂物体的高精度测量。该技术的特点是向物体投射多根彩色的编码条纹，然后通过相邻多根条纹的颜色信息唯一解码出当前条纹的编号信息，最终通过正确匹配计算出物体表面的三维点坐标。为了保证单幅图像上每根条纹的编码唯一性，对条纹颜色的数量k及用于单根条纹解码的条纹根数n(以下简称为解码宽度)有严格的要求，必须满足单幅图像上条纹总数小于kn。现有的彩色条纹编码技术，为了保证整幅图像上条纹编码的唯一性，采用的条纹颜色较多或者解码所需的条纹根数较多(条纹颜色种类至少5种，或者解码所需条纹根数至少4根)。然而条纹颜色种类越多，受物体表面纹理干扰越严重，解码越不稳定；单根条纹解码所需条纹数量越多，受物体表面不连续的干扰越大，解码出错率越高，且难以重建较小的物体。由此，现有的彩色条纹编码技术多局限于单幅图像上每根条纹编码的唯一性，造成条纹的颜色种类多或解码宽度大，解码不稳定，重建完整性差，从而极大限制了扫描效率。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种彩色投影模块、条纹解码方法、装置、介质、设备和系统，提出一种单幅面编码可周期重复的彩色条纹编码结构光三维测量技术，极大减少条纹颜色的数量及解码宽度，提高扫描效率。
本公开提供了一种彩色投影模块，用于投射彩色条纹图案至被测物体表面，其中，所述彩色条纹图案包括m个周期性重复的基础条纹序列；其中，m为正整数；
所述基础条纹序列包括k种颜色互不相同的条纹，且任意连续的n个条纹构成的n位条纹序列均唯一；所述基础条纹序列的条纹总数l满足l≤l0，l0＝kn，k和n均为等于或大于2的正整数。
在一些实施例中，所述基础条纹序列基于k元n阶德布鲁因序列排列。
在一些实施例中，相邻两个所述周期中，至少部分条纹间距不同。
在一些实施例中，同一所述周期中，至少部分条纹间距不同。
在一些实施例中，k的取值为3，和/或，n的取值为3。
在一些实施例中，3种互不相同的颜色分别为红色、绿色和蓝色。
在一些实施例中，所述模块包括三色光源、反射镜阵列以及控制系统；
所述控制系统用于调整所述反射镜阵列中的各反射镜的角度，以使反射镜反射对应颜色的光，投射出预设的所述彩色条纹图案。
在一些实施例中，所述模块包括三色光源和MRSK码；
所述三色光源的光线透过MRSK码，投射出预设的所述彩色条纹图案。
本公开还提供了一种彩色条纹解码方法，针对上述任一种彩色投影模块投射至被测物体表面之后的、被相机模块采集到的条纹图案进行解码，该解码方法包括：
获取被测物体表面的条纹图案；
基于所述条纹图案，确定各条纹的中心所在像素坐标；
基于所述像素坐标及对应的颜色，确定各条纹的编号；
基于各条纹的编号对各条纹进行三维重建，确定被测物体的三维点坐标。
在一些实施例中，基于所述像素坐标及对应的颜色，确定各条纹的编号，包括：
基于预设颜色代号、所述像素坐标及对应的颜色，确定各条纹对应的颜色代号；
针对第i个条纹：基于各条纹的所述颜色代号、确定第i个条纹所在的连续n个条纹对应的连续n个颜色代号，并将其作为第i个条纹的编码值；i为小于或等于l的正整数；
基于各条纹的所述编码值，确定各条纹在单个所述基础编码序列中的编号；
获取各周期的预设像素坐标范围；
基于所述预设像素坐标范围和所述像素坐标，确定各条纹所在的周期；
基于所述各条纹在单个所述基础编码序列中的编号和所述周期，确定各条纹在所述彩色条纹图案中的编号。
在一些实施例中，该解码方法还包括：
基于所述三维点的连续性，判断当前条纹的解码是否错位；
在存在解码错位时，对对应的三维点坐标进行纠正更新。
在一些实施例中，所述基于各条纹的编号对各条纹进行三维重建，包括：
基于所述编号，确定对应的光平面；
基于所述光平面的光平面方程、目标条纹的中心所在像素坐标以及相机模块的预设参数，重构三维点坐标；或者
在相机模块采用双目系统的情况下，基于双目系统的左相机图像和右相机图像中各条纹的所述编号，确定对应的条纹；
基于对应的条纹以及相机模块的预设参数，重构三维点坐标。
本公开还提供了一种彩色条纹解码装置，用于执行上述任一种解码方法，该解码装置包括：
条纹图案获取模块，用于获取被测物体表面的条纹图案；
像素坐标确定模块，用于基于所述条纹图案，确定各条纹的中心所在像素坐标；
编号确定模块，用于基于所述像素坐标及对应的颜色，确定各条纹的编号；
三维点坐标确定模块，用于基于各条纹的编号对各条纹进行三维重建，确定被测物体的三维点坐标。
在一些实施例中，所述编号确定模块，具体用于：
基于预设颜色代号、所述像素坐标及对应的颜色，确定各条纹对应的颜色代号；
针对第i个条纹：基于各条纹的所述颜色代号、确定第i个条纹所在的连续n个条纹对应的连续n个颜色代号，并将其作为第i个条纹的编码值；i为小于或等于l的正整数；
基于各条纹的所述编码值，确定各条纹在单个所述基础编码序列中的编号；
获取各周期的预设像素坐标范围；
基于所述预设像素坐标范围和所述像素坐标，确定各条纹所在的周期；
基于所述各条纹在单个所述基础编码序列中的编号和所述周期，确定各条纹在所述彩色条纹图案中的编号。
在一些实施例中，所述三维点坐标确定模块，具体用于：
基于所述编号，确定对应的光平面；
基于所述光平面的光平面方程、目标条纹的中心所在像素坐标以及相机模块的预设参数，重构三维点坐标；或者
在相机模块采用双目系统的情况下，基于双目系统的左相机图像和右相机图像中各条纹的所述编号，确定对应的条纹；
基于对应的条纹以及相机模块的预设参数，重构三维点坐标。
在一些实施例中，该解码装置还包括：
解码错误识别模块，用于基于所述三维点的连续性，判断当前条纹的解码是否错位；
解码错误校正模块，用于在存在解码错位时，对对应的三维点坐标进行纠正更新。
本公开还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，使得处理器实现上述任一种解码方法。
本公开还提供了一种电子设备，包括：
处理器；
存储器，用于存储可执行指令；
其中，所述处理器用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现上述任一种解码方法。
本公开还提供了一种基于彩色条纹编码结构光的三维测量系统，该系统包括呈预设夹角的彩色投影模块和相机模块；
所述彩色投影模块采用上述任一种彩色投影模块，用于投射彩色条纹图案至被测物体表面；
所述相机模块用于采集经所述被测物体表面调制后的条纹图案，在所述条纹图案中，每个周期之间的条纹不出现交叠区域。
在一些实施例中，所述彩色投影模块和所述相机模块设置于同一口内扫描仪中。
在一些实施例中，该系统还包括数据处理模块；
所述数据处理模块用于接收所述条纹图案，并执行上述任一种解码方法。
在一些实施例中，所述彩色投影模块采用DLP、LCOS或透射投影等方式实现；
所述相机模块包括一个彩色图像传感器，或者
所述相机模块包括分光系统和至少两个图像采集传感器。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本公开实施例提供的彩色投影模块用于投射彩色条纹图案至被测物体表面，其中，彩色条纹图案包括m个周期性重复的基础条纹序列：其中，m为正整数；基础条纹序列包括k种颜色互不相同的条纹，且任意连续的n个条纹构成的n位条纹序列均唯一；基础条纹序列的条纹总数l满足l≤l0，l0＝kn，k和n均为等于或大于2的正整数。由此，利用可周期重复的彩色条纹编码方式形成彩色条纹图案，减少条纹颜色数目以及减少解码所需条纹个数，由于条纹数量越少，其受物体表面不连续的干扰越小，解码出错率越低，且易于重建较小的物体。由此，该彩色条纹图案中的颜色种类较少，且其解码宽度较窄，可使得解码稳定性较高，重建完整性较好；有利于简化结构，提高扫描效率。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，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为本公开实施例的一种彩色条纹图案的示意图；
图2为本公开实施例的一种彩色条纹解码方法的流程示意图；
图3为本公开实施例的一种彩色条纹解码装置的结构示意图；
图4为本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
图5为本公开实施例的一种三维测量系统的结构示意图；
图6为本公开实施例的另一种三维测量系统的结构示意图；
图7为本公开实施例的一种三维测量系统的参数关联关系原理图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
结合上文背景技术中的内容，现有的彩色条纹编码结构光三维测量技术为了保证单幅图像上彩色编码的唯一性，所需的条纹颜色较多及解码单根条纹所需的条纹根数(即个数)较多，扫描小型复杂形貌物体(如：如口内牙齿、牙模)时，编码图案由于深度调制，容易出现编码缺失或断裂，从而导致无法解码或解码出错，单帧重建数据的完整性差，极大降低了扫描质量和效率。
针对上述问题，本公开实施例提出一种可周期重复的彩色条纹编码结构光三维测量技术，包括彩色投影模块、解码方法、解码装置、存储介质、电子设备(例如计算机)以及三维测量系统。该技术方案中，利用周期重复的条纹排布方式，可极大减少条纹颜色数目以及解码所需条纹个数，由此提高了解码稳定性，简化了系统结构，提高了扫描效率，且可实现小型复杂形貌物体的快速、高精度、完整的测量。
下面结合图1-图7，对本公开实施例提供的彩色投影模块、条纹编解码方法、装置以及三维测量系统进行示例性说明。
本公开实施例中，彩色投影模块，用于投射彩色条纹图案(也称为“彩色条纹”或“条纹图案”)至被测物体表面，彩色条纹图案包括m个周期性重复排布的基础条纹序列：其中，m为正整数，基础条纹序列包括k种颜色互不相同的条纹，且任意连续的n个条纹构成的n位条纹序列均唯一；基础条纹序列的条纹总数l满足l≤l0，l0＝kn，k和n均为等于或大于2的正整数。
其中，l0＝kn，k和n均为等于或大于2的正整数，k种颜色条纹中的一种或多种颜色的条纹排布成根数为n的条纹序列，可形成kn种颜色排布互不相同的条纹序列，例如，红、绿两种颜色条纹排布成根数为2的条纹序列，形成22种排布互不相同的条纹序列，即(红红)、(红绿)、(绿红)、(绿绿)4种条纹序列；又如，红、绿、蓝三种颜色条纹中的两种颜色排布成根数为2的条纹序列，可形成32种排布互不相同的条纹序列；再如，红、绿、蓝三种颜色条纹排布成根数为3的条纹序列，可形成33种排布互不相同的条纹序列。基础条纹序列中，任意连续的n根条纹构成的n条纹序列均唯一，即基础条纹序列中形成有l个任意连续的n个条纹构成的n位基于颜色排布的条纹序列，且l个任意连续的n个条纹构成的n位基于颜色排布的条纹序列为kn种颜色排布互不相同的n位条纹序列中的l种。由此，可利用较少种类的颜色，较窄的解码宽度，基于周期重复的条纹排布方式，形成彩色条纹图案。
其中，k和n的取值可基于被测物体表面的尺寸大小、彩色投影模块的性能参数以及相机的性能参数确定，本公开实施例不限定。需要说明的是，基础条纹序列中形成有l个任意连续的n个条纹构成的n位基于颜色排布的条纹序列是基于由基础条纹序列进行首尾相连形成的循环条纹序列确定的。
示例性地，k的取值可为2、3或其他更大的数值，即该彩色条纹编码中的条纹颜色可为2种、3种或更多种；同样，n的取值可为2、3或其他更大的数值，即解码单根条纹所需的条纹根数为2根、3根或更多根；k和n的取值可相同，也可不同，本公开实施例不限定。
示例性地，k和n的取值均为3，如此，l0＝kn＝27，l≤27。
示例性地，图1为本公开实施例的一种彩色条纹图案的示意图。参考图1，k、n和m的取值均为3，l＝l0＝27，如此构成条纹总数为81，包括3个重复周期，3种不同的颜色，解码宽度为3的彩色条纹图案。
本公开实施例提供的彩色投影模块，可基于可周期重复的彩色条纹编码方式形成彩色条纹图案，减少条纹颜色数目以及减少解码所需条纹个数，由于条纹数量越少，其受物体表面不连续的干扰越小，解码出错率越低，且易于重建较小的物体。由此，该彩色条纹图案中的颜色种类较少，且其解码宽度较窄，可使得解码稳定性较高，重建完整性较好；有利于简化结构，提高扫描效率。
其中，基础条纹序列中任意连续的n根条纹均为k种颜色条纹中的颜色条纹，且基础条纹序列中任意连续的n根条纹形成的条纹序列互不相同。将k种颜色分别通过代号0、1、……、(k-1)表示，则基于基础条纹序列确定的编码序列满足DeBruijn序列。
k元n阶的DeBruijn序列，即B(k,n)，是k元素构成的循环序列，所有长度为n的k元素构成序列都在它的子序列(以环状形式)中，出现并且仅出现一次。其中，颜色的代号对应于DeBruijn序列的元素，颜色的种类k对应于DeBruijn序列的元素种类，任意连续的n根条纹形成的条纹序列对应于DeBruijn序列的子序列。
基础条纹序列的条纹总数l小于或等于kn。当基础条纹序列的条纹总数等于kn时，基础条纹序列中形成的ln个基于任意连续的n根条纹形成的条纹序列包括了kn种排布互不相同的条纹序列中的全部条纹序列；当基础条纹序列的条纹总数小于kn时，基础条纹序列中形成的ln个基于任意连续的n根条纹形成的条纹序列为kn种排布互不相同的条纹序列中的部分条纹序列。
示例性地，基础条纹序列k＝3，n＝3，3种颜色分别使用0、1、2数字表示，例如，红色使用0表示，绿色使用1表示，蓝色使用2表示，按红红红绿红红蓝红绿绿红绿蓝红蓝绿红蓝蓝绿绿绿蓝绿蓝蓝蓝排布的27根条纹，编码序列为：
{0,0,0,1,0,0,2,0,1,1,0,1,2,0,2,1,0,2,2,1,1,1,2,1,2,2,2}。
该编码序列中，任意连续的三个代号构成的序列均唯一，例如：第一个三位序列{0,0,0}、第二个三位序列{0,0,1}、……、最后一个三位序列{2,2,2}，如此，各个三位序列在整个编码序列中都只会出现一次。每一个代号可以对应一种颜色的条纹，每一个三位序列可以对应基础序列中的一个条纹，即为一个条纹的编码值，用于该条纹的识别定位，该序列对应27根条纹。
该序列中的三位序列对应其中一根条纹、作为该条纹的编码值，优选地，连续的n位代号形成的n位序列作为n位代号中其中一位代号对应的条纹的编码值，例如，{0,0,0}为基础条纹序列中第一个条纹的编码值，{0,0,1}为基础条纹序列中第二个条纹的编码值，以此类推，即连续的3位代号形成的3位序列作为3位代号中第1位代号对应的条纹的编码序列，当然也可以是，{0,0,0}为基础条纹序列中第二个条纹的编码值，{0,0,1}为基础条纹序列中第三个条纹的编码值，即连续的3位代号形成的3位序列作为3位代号中第2位代号对应的条纹的编码值。
在其他实施方式中，还可采用其他编码原理进行编码，可满足任意连续的n个代号构成的n位序列均唯一即可。
在一些实施例中，相邻两个周期中，至少部分条纹间距不同。
其中，通过设置相邻两个周期中，部分或全部条纹间距不同，可实现相邻两个周期的间距差异化设计，有利于实现解码过程中的解码错误检查，确保解码准确性。
示例性地，可设置第奇数个周期的第奇数个条纹间距小于第偶数个周期对应的条纹间距，第奇数个周期的第偶数个条纹间距大于第偶数个周期对应的条纹间距；或者，采用其他条纹间距差异化设置方式，在此不限定。
示例性地，条纹间距可为相邻两条条纹的中心线之间的距离，或为相邻两条条纹的相对的边线之间的距离，或者采用其他参考点界定，在同一彩色条纹图案中，采用相同的参考点界定即可，在此不限定。
在一些实施例中，相邻两个周期中，条纹间距的大小反向设置。
示例性地，任意相邻的两个周期中，其中一个周期中，各条纹间距依次呈ddDDddDDdd……顺序分布；另一个周期中，各条纹间距依次呈DDddDDddDD……顺序分布，其中D≠d。例如，若D＞d，则其中一个周期中，各条纹间距依次呈小小大大小小大大小小……趋势分布；另一个周期中，各条纹间距依次呈大大小小大大小小大大……的趋势分布。从而实现相邻两个周期中，对应位置处的条纹间距的大小正好相反，一大一小。
在其他实施方式中，还可选用其他的条纹间距分布方式，本公开实施例不限定。
在一些实施例中，各个周期中的，条纹间距均不同。
在一些实施例中，同一周期中，至少部分条纹间距不同。
其中，同一个周期中，部分或全部条纹间距均不同，可根据彩色投影模块的需求设置，本公开实施例不限定。
在一些实施例中，k的取值为3。
如此，条纹颜色的种类较少。在其他实施方式中，k的取值还可为2、4或其他数值，在此不限定。
在一些实施例中，3种互不相同的颜色分别为红色、绿色和蓝色。
如此，仅采用三原色作为三种互不相同的颜色，不需要对彩色条纹的颜色进行进一步合成或分解，有利于简化条纹编解码方法。
在一些实施例中，彩色投影模块包括三色光源、反射镜阵列以及控制系统；控制系统用于调整反射镜阵列中的各反射镜的角度，以使反射镜反射对应颜色的光，投射出预设的彩色条纹图案。
其中，彩色投影模块的实现形式可包括数字光处理(Digital Light Processing，DLP)投影机。该DLP投影机主要包括RGB三色光源、反射镜阵列，例如数字微反射镜阵列(Digtial Micromirror Devices，DMD)以及控制系统；其中，通过控制系统调整反射镜阵列中的各反射镜的角度，可使各个反射镜反射对应颜色的光，以投射出彩色条纹图案。
其中，彩色条纹图案为基于彩色条纹编码方法确定的彩色条纹图案，其满足上述彩色条纹的排布规律。
在一些实施例中，彩色投影模块包括三色光源和MRSK码；三色光源的光线透过MRSK码，投射出预设的彩色条纹图案。
其中，彩色投影模块的实现形式还可包括基于透视投影原理的光机。该光机主要包括RGB三色光源和MRSK码，通过MRSK码的定制，使得三色光源通过之后，可投射出想要的图案，即预设的彩色条纹图案。
在其他实施方式中，彩色投影模块还可包括采用其他原理的光机，本公开实施例对此不赘述也不限定。
本公开实施例提供的彩色投影模块可作为三维测量系统中的投影仪，或其他测量系统中的投影设备，本公开实施例对此不限定。
上述实施方式中，彩色条纹图案中基础编码序列重复m个周期，形成总长度为ml的周期重复编码序列。
其中，m为正整数，且每个周期之间的条纹在图像中不出现交叠区域。示例性地，m可为1、2、3或其他更大的数值，本公开实施例对此不限定。
将基础编码序列作为一个周期单元，进行m个周期的重复，形成总长度为ml的周期重复编码序列。且，周期个数m的设置需保证在该系统测量景深范围内，每个周期之间的条纹不出现交叠区域。如此，便于实现解码。
示例性地，即，第m0个周期的第i根条纹在图像上的移动范围为
Figure BDA0002877596790000121
第m1个周期的第i根条纹在图像上的移动范围为
Figure BDA0002877596790000122
其中x表示图像坐标，那么必须有
Figure BDA0002877596790000123
结合下述三维测量系统结构决定的测量景深范围，可确定周期个数m。
示例性地，结合上文，当基础编码序列为27位，且m的取值为3时，该周期重复编码序列可表示为：
{0,0,0,1,0,0,2,0,1,1,0,1,2,0,2,1,0,2,2,1,1,1,2,1,2,2,2,|0,0,0,1,0,0,2,0,1,1,0,1,2,0,2,1,0,2,2,1,1,1,2,1,2,2,2,|0,0,0,1,0,0,2,0,1,1,0,1,2,0,2,1,0,2,2,1,1,1,2,1,2,2,2}。
其总长度为3×27＝81，即ml＝81，可以满足下述三维测量系统分辨率的要求。
该彩色条纹编码在一个周期单元内每个编码的码值唯一，但整个编码序列中是多周期重复的。由此，可利用较少的条纹颜色和较小的解码宽度，通过周期重复编码，实现高分辨率的编码序列；同时，编码颜色较少，解码宽度较小，彩色条纹编码的可解性较高，解码错误率第，其可实现小尺寸待测物体的快速、准确、完整测量。
基于同一发明构思，本公开还提供了一种彩色条纹解码方法，针对上述任一种彩色投影模块投射至被测物体表面之后的、被相机模块采集到的条纹图案进行解码。由于针对上述利用周期重复的编码方式进行解码，可极大减少解码所需条纹个数，由此提高了解码稳定性，简化了系统结构，提高了扫描效率，且可实现小型复杂形貌物体的快速、高精度、完整的测量。
示例性地，图2为本公开实施例的一种彩色条纹解码方法的流程示意图。参照图2，该解码方法可包括：
S301、获取被测物体表面的条纹图案。
示例性地，可由相机模块获取待测物体表面图像，该图像包括条纹图案。
S302、基于条纹图案，确定各条纹的中心所在像素坐标。
示例性地，该步骤可包括，对条纹图像进行图像分析，提取条纹中心线，获取条纹中心所在的像素坐标x。
S303、基于像素坐标及对应的颜色，确定各条纹的编号。
其中，编号代表条纹在整个彩色条纹编码中所在的相对位置。
在一些实施例中，该步骤可包括：
步骤一：基于预设颜色代号、像素坐标及对应的颜色，确定各条纹对应的颜色代号(即代号)。
其中，颜色与颜色代号对应设置，每种颜色预设一个颜色代号，即每种颜色对应一个颜色代号。例如，颜色代号可以使用数字表示，红色使用0表示，绿色使用1表示，蓝色使用2表示；或者颜色代号可以使用字母或其他形式表示，在此不限定。
如此，基于像素坐标及其对应的颜色，查找对应预设的颜色代号，即可确定各条纹对应的颜色代号。
步骤二：针对第i个条纹：基于各条纹的颜色代号、确定第i个条纹所在的连续n个条纹对应的连续n个颜色代号，并将其作为第i个条纹的编码值；i为小于或等于l的正整数。
其中，结合上文，利用连续n个条纹对应的连续n个颜色代号，对应区分各条纹；连续n个颜色代号可作为第i个条纹的编码值，便于实现解码。
步骤三：基于各条纹的编码值，确定各条纹在单个基础编码序列中的编号。
即，针对每个条纹：基于该条纹所在连续n根条纹颜色序列(即代号)，确定该条纹在一个基础编码序列中的编号。
由此，可确定每个条纹在一个周期单元中的编号。具体地：根据当前条纹所在的连续n根条纹颜色序列，确定该条纹对应的编码值p，即可获取该条纹在基础编码序列中的编号Ip，此时的编码值为p的条纹共有m个。
示例性地，如图1，第一周期中的第一根条纹连续三位编码为{0,0,0}，而该编码在整个条纹图中共有三个，即：第一周期第一根、第二周期第一根、第三周期第一根。
步骤四：获取各周期的预设像素坐标范围。
该步骤中，各周期的预设像素坐标范围根据投影模块与相机模块的硬件布置确定，，以为后续步骤中确定条纹所在的周期提供数据支持。
步骤五：基于预设像素坐标范围和像素坐标，确定各条纹所在的周期。
由此，可确定每根条纹所在的周期。
其中，上述相机模块获取的彩色条纹，考虑了景深的限制，则在不同周期中，具有相同编码值的条纹只会出现在不重叠的图像区域内。基于此，根据每根条纹的像素坐标x和编码值p，即可确定出该条纹所在的周期mi。即，三维测量设备的结构决定了景深，当被测物体位于三维测量设备的景深范围内，投影模块投射的条纹图案经被测物体调制被相机模块采集，条纹图案中各个周期的条纹仅会在相机模块对应的成像区域成像，从而决定了各周期的条纹所在的图像范围。投影模块投射的条纹图案与相机模块采集的条纹图案的映射关系通过以下因素确定：投影模块的景深以及放大倍率、相机模块的景深以及放大倍率、投影模块的光轴与相机模块的光轴的夹角。
例如，第一周期第一根条纹可出现的图像范围为x1＝[5,100]，第二周期第一根条纹可出现的图像范围为x2＝[275,370]，第三周期第一根条纹可出现的图像范围为x3＝[545,640]；基于此，可根据编码为{0,0,0}的条纹像素坐标x及上述条纹所在范围来确定对应条纹所在周期。
步骤六：基于各条纹在单个基础编码序列中的编号和周期，确定该条纹在整个彩色条纹图案中的编号。
在前述步骤的基础上，根据每根条纹解算出的单周期内的编号p和其所在周期mi，并基于此可计算出每根条纹在整个序列中的编号I，即I＝Ip+mi×l。
S304、基于各条纹的编号对各条纹进行三维重建，确定被测物体的三维点坐标。
该步骤中，基于三维测量系统中的相机模块的实现形式，可根据条纹的编码进行双目或单目重建，获得被测物体的三维点坐标，进而实现对待测物体表面的三维重建。
在一些实施例中，该步骤中基于各条纹的编号对各条纹进行三维重建可包括：
基于编号，确定对应的光平面；
基于光平面的光平面方程、目标条纹的中心所在像素坐标以及相机模块的预设参数，重构三维点坐标；或者
在相机模块采用双目系统的情况下，基于双目系统的左相机图像和右相机图像中各条纹的编号，确定对应的条纹；
基于对应的条纹以及相机模块的预设参数，重构三维点坐标。
具体地，三维测量系统的计算机(数据存储和数据处理系统)中预置光机(即彩色投影模块)、相机(即相机模块)的内外参，例如可通过标定确定光机和相机的内外参。
计算机中预置彩色条纹图案的编码规则，例如R＝0，G＝1，B＝2,且连续的3位代号作为第一位(或第二位，或第三位)编码值对应的条纹的编号。
计算机中预置彩色条纹图案中各条纹对应的光平面编号，例如，第一根条纹对应的光平面编号为(0,0,0)，第二根条纹对应的光平面编号为(0,0,1)，示例性地，可通过标定确定各条纹对应的光平面编号。
计算机中预置条纹周期范围，即预设像素坐标范围，包括三维空间X、Y、Z的范围。
基于此，光机投射彩色条纹图案至被测物体表面，相机获取经被测物体表面调制的条纹图像并传输至计算机，计算机基于获取的条纹图像，提取各条纹的中心线，并基于各条纹的中心线确定像素坐标及像素坐标所对应的RGB值，基于像素坐标及其RGB值、计算机预置的编码规则(R＝0，G＝1，B＝2)确定对应的编码值，基于“连续的3位编码值作为第一位(或第二位，或第三位)代号对应的条纹的编号”编码规则确定各条纹的编号。
其后，若采用单目系统，则基于条纹的编号确定对应的光平面；根据光平面方程、目标条纹的中心坐标以及相机内外参重构三维点坐标。若采用双目系统，则可不标定光平面，而是基于左右图像中各条纹的编号确定对应的条纹，基于对应的条纹以及相机内外参重建三维点坐标，如此，可确定被测物体的三维点坐标。
在一些实施例中，在图2的基础上，该解码方法还包括对周期错误的解码进行识别和校正，具体可包括下述步骤：
步骤一：基于三维点的连续性，判断当前条纹的解码是否错位。
步骤二：在存在解码错位时，对对应的三维点坐标进行纠正更新。
该步骤一和步骤二，对条纹错误和/或周期错误的解码进行识别并校正。
示例性地，结合上文，彩色条纹编码方法中，对奇数周期和偶数周期中的奇数条纹进行了偏移操作，当奇数周期的条纹被错误解码成为了偶数周期，则对应的奇数条纹之间会出现非常大的深度差。基于此，通过一定的深度差阈值，即可判断出当前条纹的解码周期是否错位；并在周期错误时，将周期数向相邻周期调整，以实现对周期数的校正，提高解码准确性。
其中，深度差阈值的大小可基于景深以及周期个数设置，本公开实施例对其具体取值不限定。
示例性地，发生周期错位而需要重新匹配识别正确周期(即对周期进行校正)、以纠正更新三维点坐标的情况可包括：情况一、多根(至少n根)连续条纹解码错误；情况二、错误地解成了相邻周期的条纹序号。
此外，如果解码错位一根或者两根条纹，其较易识别，可做删除处理，故不需要进行后续校正，即三维点坐标将对应错误点进行删除更新。
针对需要对周期进行校正的情况，本公开实施例提供的解码方法中，可采用如下两步骤进行识别。
步骤一：解码错位时，条纹的深度会发生跳变，一部分情况下错位的条纹深度会超出相机的景深(事先标定的)，如此被识别或删除，即如果识别到超出景深的三维点坐标，删除对应的三维点坐标；
步骤二：若该条纹深度未超出景深，由于对相邻周期的条纹进行了不同方向的偏移，即相邻周期的条纹间距存在差异性。基于此，当条纹解码错位时，连续n根条纹之间的深度会呈现波纹状。例如：第一个周期的1、2、3号条纹解码错位，误识别为第二个周期的1、2、3，那么第1、3根条纹对应重建的三维点坐标相对于其周边相邻坐标产生较大跳变，使得这三根条纹对应的深度呈现出'V'型，从而被识别出，即如果识别到三维点呈波纹状分布，可识别出对应条纹发生周期错位。
进一步地，若识别出条纹发生周期错位，则对周期进行纠正(即校正)。纠正步骤可包括：
对周期错位的条纹进行重新计算深度，利用相邻周期的光平面计算多种深度情况(如：第二周期的第1根条纹解码错位，那么会利用第一周期的第1个光平面和第3周期的第1个光平面计算其深度)，找出波纹状最小的一种即为该条纹的正确周期。
如此，实现对条纹周期的错误识别和纠正，提高解码准确性，以此纠正更新三维点坐标。
在一些实施例中，针对上述编码方法的一种解码方法可包括：基于条纹图案，提取条纹中心线，获取条纹中心所在的像素坐标x。其后，确定每个条纹的编码值，即：根据当前条纹所在的连续n根条纹颜色序列，确定该条纹对应的编码值p，即可获取该条纹在基础编码序列中的编号Ip，此时的编号为Ip的条纹共有m个。再后，确定每根条纹所在的周期：其中，彩色条纹编码产生时，考虑了景深的限制，则在不同周期中，具有相同编码值的条纹只会出现在不重叠的图像区域内；基于此，根据每根条纹的像素坐标x和编号Ip，即可确定出该条纹所在的周期mi。再后，根据每根条纹解算出的编码值p、编号Ip和所在周期mi，计算出每根条纹在整个序列中的编号I＝Ip+mi×l。再后，根据条纹的编码进行双目或单目重建，获得每根条纹的三维点坐标，进而实现对被测物体表面的三维重建。可选的，该解码方法还可包括：对周期错误的解码进行识别，即基于上述对相邻周期的条纹的差异化设计，当奇数周期的条纹被错误解码成为了偶数周期，则对应的奇数条纹之间会出现非常大的深度差，那么通过一定的深度差阈值，即可判断出当前条纹的解码周期是否错位，并结合景深进行周期校正。由于针对上述利用周期重复的编码方式进行解码，可极大减少解码所需条纹个数，由此提高了解码稳定性，简化了系统结构，提高了扫描效率，且可实现小型复杂形貌物体的快速、高精度、完整的测量。
在上述实施方式的基础上，本公开实施例还提供了一种彩色条纹解码装置，用于执行上述任一种解码方法。因此，该解码装置也具有上述任一种解码方法的有益效果。相同之处可参照上文理解，此处不赘述。
示例性地，图3为本公开实施例的一种彩色条纹解码装置的结构示意图。参照图3，该解码装置包括：条纹图案获取模块501，用于获取被测物体表面的条纹图案；像素坐标确定模块502，用于基于条纹图案，确定各条纹的中心所在像素坐标；编号确定模块503，用于基于像素坐标及对应的颜色，确定各条纹的编号；三维点坐标确定模块504，用于基于各条纹的编号对各条纹进行三维重建，确定被测物体的三维点坐标。
由此，该彩色条纹解码装置，可针对上述利用周期重复的彩色条纹图案进行解码，可极大减少解码所需条纹个数，由此提高了解码稳定性，简化了系统结构，提高了扫描效率，且可实现小型复杂形貌物体的快速、高精度、完整的测量。
在一些实施例中，编号确定模块503，具体用于：基于预设颜色代号、像素坐标及对应的颜色，确定各条纹对应的颜色代号；针对第i个条纹：基于各条纹的颜色代号、确定第i个条纹所在的连续n个条纹对应的连续n个颜色代号，并将其作为第i个条纹的编码值；i为小于或等于l的正整数；基于各条纹的编码值，确定各条纹在单个基础编码序列中的编号；获取各周期的预设像素坐标范围；基于预设像素坐标范围和像素坐标，确定各条纹所在的周期；基于各条纹在单个基础编码序列中的编号和周期，确定各条纹在彩色条纹图案中的编号。
如此，可确定条纹图案中的每个条纹在一个周期单元中的编号以及其所在的周期数，从而可确定其在整个彩色条纹编码中的编号。
在一些实施例中，三维点坐标确定模块504，具体用于：
基于编号，确定对应的光平面；
基于光平面的光平面方程、目标条纹的中心所在像素坐标以及相机模块的预设参数，重构三维点坐标；或者
在相机模块采用双目系统的情况下，基于双目系统的左相机图像和右相机图像中各条纹的条纹编号，确定对应的条纹；
基于对应的条纹以及相机模块的预设参数，重构三维点坐标。
如此，可基于单目系统或双目系统，实现被测物体的三维重建。
在一些实施例中，该解码装置还包括：解码错误识别模块，用于基于所述三维点的连续性，判断当前条纹的解码是否错位；解码错误校正模块，用于在存在解码错位时，对对应的三维点坐标进行纠正更新。
如此，可通过对三维点的连续性进行判断，即可判断出当前条纹的解码周期是否错位；并可在周期错误时，将周期数向相邻周期调整，以实现对周期数的校正，提高解码准确性。
在上述实施方式的基础上，本公开实施例还提供了一种电子设备(即解码设备)，可用于实现上述任一种解码方法。
示例性地，图4为本公开实施例的一种电子设备的结构示意图。参照图4，该电子设备70包括：处理器701以及存储有计算机程序指令(即可执行指令)的存储器702；其中，处理器用于从存储器中读取可执行指令，并执行可执行指令以实现上述任一种解码方法。
具体地，上述处理器701可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
存储器702可以包括用于信息或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器702可以包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个及其以上这些的组合。在合适的情况下，存储器702可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器702可在综合网关设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器702是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器702包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(Programmable ROM，PROM)、可擦除PROM(Electrical Programmable ROM，EPROM)、电可擦除PROM(Electrically ErasableProgrammable ROM，EEPROM)、电可改写ROM(Electrically Alterable ROM，EAROM)或闪存，或者两个或及其以上这些的组合。
处理器701通过读取并执行存储器702中存储的计算机程序指令，以执行本公开实施例所提供的解码方法的步骤。
在一个示例中，该电子设备70还可包括收发器703和总线704。其中，如图4所示，处理器701、存储器702和收发器703通过总线704连接并完成相互间的通信。
总线704包括硬件、软件或两者。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(Accelerated Graphics Port，AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(ExtendedIndustry Standard Architecture，EISA)总线、前端总线(Front Side BUS，FSB)、超传输(Hyper Transport，HT)互连、工业标准架构(Industrial Standard Architecture，ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(Low Pin Count，LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MicroChannel Architecture，MCA)总线、外围控件互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(Serial Advanced TechnologyAttachment，SATA)总线、视频电子标准协会局部(Video Electronics StandardsAssociation Local Bus，VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线704可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。
在上述实施方式的基础上，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，使得处理器实现上述任一种解码方法。
示例性地，可结合图4，一种包括指令的存储介质，例如包括指令的存储器302，上述指令可由处理器301执行，以完成本公开实施例所提供的解码方法。
可选地，存储介质可以是非临时性计算机可读存储介质，例如，非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、光盘只读存储器(Compact Disc ROM，CD-ROM)、磁带、软盘和光数据存储设备等。
在上述实施方式的基础上，本公开实施例还提供了一种基于彩色条纹编码结构光的三维测量系统，该系统可采用上述任一种彩色投影模块和解码方法，实现对被测物体的三维测量，因此也具有上述任一实施例的有益效果，可参照上文理解，此处不赘述。
示例性地，图5为本公开实施例的一种三维测量系统的结构示意图，图6为本公开实施例的另一种三维测量系统的结构示意图。参照图5或图6，该系统包括呈预设夹角的彩色投影模块601和相机模块602；彩色投影模块601采用上述任一种彩色投影模块，用于投射彩色条纹图案至被测物体600表面；相机模块602用于采集经被测物体600表面调制后的条纹图案，在条纹图案中，每个周期之间的条纹不出现交叠区域。
其中，上述相机模块获取彩色条纹时，由于景深的限制，则在不同周期中，具有相同编码值的条纹只会出现在不重叠的图像区域内。基于此，根据每根条纹的像素坐标x和编码值p，即可确定出该条纹所在的周期mi。即，三维测量设备的结构决定了景深，当被测物体位于三维测量设备的景深范围内，投影模块投射的条纹图案经被测物体调制被相机模块采集，条纹图案中各个周期的条纹仅会在相机模块对应的成像区域成像，从而决定了各周期的条纹所在的图像范围。投影模块投射的条纹图案与相机模块采集的条纹图案的映射关系通过以下因素确定：投影模块的景深以及放大倍率、相机模块的景深以及放大倍率、投影模块的光轴与相机模块的光轴的夹角。下面结合图7，示例性地说明预设夹角(投影模块的光轴与相机模块的光轴的夹角)与景深以及周期个数的关系。示例性地，图7为本公开实施例的一种三维测量系统的参数关联关系原理图。参照图7，其中，6021代表相机镜头，彩色投影模块601与相机模块602之间的预设夹角为α，△L1和△L2分别代表前景深和后景深，二者之和为景深；该景深对应的固定投影光线在相机图像上的移动范围为(a+b)/v，即单周期范围(a+b)/v＝(△L1+△L2)×tanα÷v；该单周期范围内至多设置一个周期单元，以确保每个周期之间的条纹不出现交叠区域；其中，v代表比例系数，一般为相机放大倍率，可基于系统结构设置，在此不限定。
示例性地，彩色投影模块601和相机模块602可集成设置于同一扫描仪中，例如二者设置于同一口内扫描仪中；或者二者可分别单独设置，本公开实施例对此不限定。
示例性地，编码方法可在彩色投影模块601本地执行，或可在远端服务器执行；解码方法可在相机模块602本地执行，或可在电子设备(例如计算机)中执行，或可在远端服务器执行，本公开实施例对此不限定。
在一些实施例中，该系统还可包括数据处理模块，数据处理模块用于接收条纹图案，并执行上述任一种解码方法，从而实现对被测物体的扫描过程。其中，数据处理模块可为电子设备中内置的功能模块，例如上述任一种解码装置中的各功能模块。
在一些实施例中，彩色投影模块601采用数字光处理(Digital LightProcessing，DLP)、硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)或透射投影等方式实现。
其中，DLP技术不需要偏振光，光利用效率较高；且像素间距较小，形成几乎可以无缝的彩色条纹编码图像，条纹更细腻。LCOS技术基于单晶硅实现，可实现较细的线路，从而较易实现高解析度的投影结构，产品结构简单。透射投影技术也称为透视投影技术，预设光线经过光线透射部上设有的对应于彩色条纹编码图案的预设图案后，生成以彩色编码条纹的行驶投射至被测物体600表面的目标光线，由此，光线编码方式较简单。
在其他实施方式中，还可采用本领域技术人员可知的其他方式，使得彩色投影模块601实现上述编码方法，本公开实施例对此不限定。
在一些实施例中，相机模块602包括一个彩色图像传感器，或者相机模块包括分光系统和至少两个图像采集传感器。
示例性地，参照图5，该相机模块602包括一个彩色图像传感器620，即相机模块602可采用彩色相机。该彩色相机可直接采集多彩色的条纹图案和纹理图，并利用上述解码方法实现解码。
示例性地，参照图6，该相机模块602包括分光系统622和至少两个(图6中示出了2个)图像采集传感器(或称为相机)621；示例性地，分光系统622可包括分光镜，利用分光镜可将不同光谱颜色分开，可以用多个相机采集，每个相机采集一种或多种颜色。
示例性地，对应于上述三种颜色的编码方法，相机模块602的一种实现方式为：设置三个图像采集传感器均采用黑白图像采集传感器，其分别采集一种颜色；或者设置两个黑白图像采集传感器(即黑白相机)和一个彩色图像采集传感器(即彩色相机)，两个黑白相机分别采集三种颜色中的两种颜色，例如蓝光和绿光，彩色相机采集第三种颜色，如红光和三通道的纹理图。
在其他实施方式中，相机模块602还可采用其他方式实现，本公开实施例对此不限定。
基于上述，该基于彩色条纹编码结构光的三维测量系统主要由一个彩色投影模块601和一个相机模块602组成；其中，彩色投影模块601与相机模块602呈一定的夹角；彩色投影模块601用于投射彩色编码条纹图案，相机模块602用于采集经被测物体600表面调制的条纹图案。其中，彩色投影模块601包含但不限于采用DLP、LCOS或透射投影等方式实现。相机模块602包含但不限于采用一个彩色图像传感器、两个图像传感器加分光系统、三个图像传感器加分光系统等方式来实现。
因此，基于上述三维测量系统的结构设计、编码方法以及解码方法，实现了一种简单、高效、稳定、低成本的彩色条纹编码结构光三维测量方法，可用于小型复杂物体的快速、高精度测量。具体地，本公开实施例通过使用周期重复的彩色条纹编码结构光技术，极大地减少了所用条纹颜色的数目，从而减少光谱数量，简化了彩色条纹投影结构，降低了硬件成本；以及减少了用于解码的条纹个数，提高了解码的稳定性和效率，使得可解性高，错误率低；在较少的条纹颜色数量和较小的解码宽度的基础上，利用周期重复编码，实现了较高分辨率，使得三维测量系统结构更加简单，且扫描效率更高。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种彩色条纹解码方法，其特征在于，针对彩色投影模块投射至被测物体表面之后的、被相机模块采集到的条纹图案进行解码，所述解码方法包括：
获取被测物体表面的条纹图案；
基于所述条纹图案，确定各条纹的中心所在像素坐标；
基于所述像素坐标及对应的颜色，确定各条纹的编号；
基于各条纹的编号对各条纹进行三维重建，确定被测物体的三维点坐标；
其中，
基于所述像素坐标及对应的颜色，确定各条纹的编号，包括：
基于预设颜色代号、所述像素坐标及对应的颜色，确定各条纹对应的颜色代号；
针对第i个条纹：基于各条纹的所述颜色代号、确定第i个条纹所在的连续n个条纹对应的连续n个颜色代号，并将其作为第i个条纹的编码值；i为小于或等于l的正整数；
基于各条纹的所述编码值，确定各条纹在单个基础编码序列中的编号；
获取各周期的预设像素坐标范围；
基于所述预设像素坐标范围和所述像素坐标，确定各条纹所在的周期；
基于所述各条纹在单个所述基础编码序列中的编号和所述周期，确定各条纹在所述彩色条纹图案中的编号。
2.根据权利要求1所述的解码方法，其特征在于，还包括：
基于所述三维点的连续性，判断当前条纹的解码是否错位；
在存在解码错位时，对对应的三维点坐标进行纠正更新。
3.根据权利要求1所述的解码方法，其特征在于，所述基于各条纹的编号对各条纹进行三维重建，包括：
基于所述编号，确定对应的光平面；
基于所述光平面的光平面方程、目标条纹的中心所在像素坐标以及相机模块的预设参数，重构三维点坐标；或者
在相机模块采用双目系统的情况下，基于双目系统的左相机图像和右相机图像中各条纹的所述编号，确定对应的条纹；
基于对应的条纹以及相机模块的预设参数，重构三维点坐标。
4.根据权利要求1所述的解码方法，其特征在于，所述投影模块用于投射彩色条纹图案至被测物体表面；所述彩色条纹图案包括m个周期性重复的基础条纹序列；其中，m为正整数；
所述基础条纹序列包括k种颜色的条纹，且任意连续的n个条纹构成的n位条纹序列均唯一；所述基础条纹序列的条纹总数l满足l≤l0，l0＝kn，k和n均为等于或大于2的整数；
所述基础条纹序列基于德布鲁因序列排布；
相邻两个所述周期中，至少部分条纹间距不同；
同一所述周期中，至少部分条纹间距不同。
5.根据权利要求4所述的解码方法，其特征在于，k的取值为3，和/或，n的取值为3；
3种互不相同的颜色分别为红色、绿色和蓝色。
6.一种彩色条纹解码装置，其特征在于，用于执行权利要求1-5任一项所述的解码方法，所述解码装置包括：
条纹图案获取模块，用于获取被测物体表面的条纹图案；
像素坐标确定模块，用于基于所述条纹图案，确定各条纹的中心所在像素坐标；
编号确定模块，用于基于所述像素坐标及对应的颜色，确定各条纹的编号；
三维点坐标确定模块，用于基于各条纹的编号对各条纹进行三维重建，确定待测物体的三维点坐标；
其中，
所述编号确定模块，具体用于：
基于预设颜色代号、所述像素坐标及对应的颜色，确定各条纹对应的颜色代号；
针对第i个条纹：基于各条纹的所述颜色代号、确定第i个条纹所在的连续n个条纹对应的连续n个颜色代号，并将其作为第i个条纹的编码值；i为小于或等于l的正整数；
基于各条纹的所述编码值，确定各条纹在单个所述基础编码序列中的编号；
获取各周期的预设像素坐标范围；
基于所述预设像素坐标范围和所述像素坐标，确定各条纹所在的周期；
基于所述各条纹在单个所述基础编码序列中的编号和所述周期，确定各条纹在所述彩色条纹图案中的编号。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，使得处理器实现权利要求1-5任一项所述的解码方法。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；
存储器，用于存储可执行指令；
其中，所述处理器用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现权利要求1-5任一项所述的解码方法。
9.一种基于彩色条纹编码结构光的三维测量系统，其特征在于，包括呈预设夹角的彩色投影模块和相机模块；
所述彩色投影模块用于投射彩色条纹图案至被测物体表面；
所述相机模块用于采集经所述被测物体表面调制后的条纹图案，在所述条纹图案中，每个周期之间的条纹不出现交叠区域；
采用权利要求1-5任一项所述的解码方法对被所述相机模块采集到的条纹图案进行解码。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述彩色投影模块和所述相机模块设置于同一口内扫描仪中。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括数据处理模块；
所述数据处理模块用于接收所述条纹图案，并执行权利要求7-9任一项所述的解码方法。
12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述彩色投影模块采用DLP、LCOS或透视投影等方式实现；
所述相机模块包括一个彩色图像传感器，或者
所述相机模块包括分光系统和至少两个图像采集传感器。
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