一種用于復(fù)雜表面編碼光測(cè)量的容錯(cuò)編解碼方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于復(fù)雜表面編碼光測(cè)量的容錯(cuò)編解碼方法。本發(fā)明編碼時(shí),設(shè)定相移周期長(zhǎng)度lp為格雷碼周期長(zhǎng)度lg的2倍,即;設(shè)定相移起始點(diǎn)Op相對(duì)于格雷碼起始點(diǎn)Og滯后。解碼時(shí),利用容錯(cuò)式求得被測(cè)點(diǎn)編碼空間位置,避免了格雷碼值錯(cuò)誤對(duì)被測(cè)點(diǎn)編碼空間位置的影響。本發(fā)明避免了由于復(fù)雜表面干擾導(dǎo)致的圖像信息提取誤差,從而避免了測(cè)量粗大誤差、提高了編碼光三維測(cè)量的抗復(fù)雜表面干擾能力。
【專利說明】—種用于復(fù)雜表面編碼光測(cè)量的容錯(cuò)編解碼方法
[0001](一)
【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及編碼光三維測(cè)量領(lǐng)域,尤其涉及該領(lǐng)域中的編解碼方法及其抗復(fù)雜表面干擾能力。
[0002](二)
【背景技術(shù)】
視覺測(cè)量領(lǐng)域的編碼光三維測(cè)量方法具有測(cè)量準(zhǔn)確度和測(cè)量效率(速度)的綜合優(yōu)勢(shì),該方法利用投射器向被測(cè)表面投射編碼光,利用攝像機(jī)拍攝相應(yīng)圖像,結(jié)合圖像信息和系統(tǒng)參數(shù),計(jì)算出被測(cè)表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。其中,編碼光的作用是劃分測(cè)量空間。
[0003]相對(duì)于簡(jiǎn)單表面,復(fù)雜表面的顏色多、反射率高、幾何斜率大。在編碼光測(cè)量過程中,復(fù)雜表面對(duì)編碼光產(chǎn)生干擾,因而拍攝的圖像信息存在誤差,進(jìn)而導(dǎo)致了測(cè)量粗大誤差。因此,抗復(fù)雜表面干擾能力強(qiáng)的容錯(cuò)編解碼方法有利于實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度的三維測(cè)量。
[0004]編解碼方法主要包括空間編解碼法和時(shí)間編解碼法,其中后者抗干擾能力強(qiáng)。
[0005]時(shí)間編解碼法中,抗干擾能力強(qiáng)的典型方法有二進(jìn)制碼、多進(jìn)制碼、格雷碼、RGB碼等,其中格雷碼僅利用“黑”、“白”兩色編解碼,同時(shí)具有限定碼值誤差“僅為I”的特點(diǎn),因此格雷碼的抗干擾能力最強(qiáng)。但格雷碼僅能將測(cè)量空間劃分為若干區(qū)域,每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)碼值,因此分辨率較低。
[0006]時(shí)間編解碼法中,分辨率高的典型方法有相移法、強(qiáng)度比法、顏色比法等,理論上可實(shí)現(xiàn)測(cè)量空間的連續(xù)劃分,即測(cè)量空間中的每個(gè)被側(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)相位,其中相移法抗干擾能力相對(duì)較強(qiáng)。
[0007]綜上兩點(diǎn),首先利用格雷碼將測(cè)量空間劃分為若干區(qū)域,然后在每個(gè)區(qū)域內(nèi)利用相移法進(jìn)行連續(xù)劃分。這樣,既避免了格雷碼跨度過大導(dǎo)致的抗干擾能力弱,又實(shí)現(xiàn)了測(cè)量空間的連續(xù)劃分。這種編解碼方法相對(duì)適用于復(fù)雜表面的編碼光測(cè)量。
[0008]目前,格雷碼與相移法結(jié)合實(shí)現(xiàn)三維測(cè)量,特點(diǎn)是格雷碼周期長(zhǎng)度和相移周期長(zhǎng)度相等,且格雷碼周期邊緣與相移周期邊緣一一對(duì)齊。這種編解碼方法的不足之處在于,復(fù)雜表面的圖像信息提取誤差(灰度、顏色的判斷誤差)可能會(huì)導(dǎo)致格雷碼值錯(cuò)誤和相移相位錯(cuò)誤(在周期邊緣附近尤為明顯),從而產(chǎn)生測(cè)量粗大誤差,因此這種編解碼方法的抗復(fù)雜表面干擾能力仍然需要提高。為了提高抗復(fù)雜表面干擾能力,國內(nèi)外研究者提出了一些周期邊緣處的格雷碼值和相移相位判別與修正規(guī)則,對(duì)于某些粗大誤差點(diǎn)具有一定效果,但未能利用編解碼方法消除粗大誤差點(diǎn),提高抗復(fù)雜表面干擾能力,這是本發(fā)明致力解決的問題。
[0009](三)
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的在于克服格雷碼與相移結(jié)合三維測(cè)量過程中,由復(fù)雜表面干擾導(dǎo)致的圖像信息提取誤差,從而導(dǎo)致測(cè)量粗大誤差的不足,提供一種能夠抗復(fù)雜表面干擾的容錯(cuò)編解碼方法。
[0010]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
步驟一:編碼時(shí),設(shè)定相移周期長(zhǎng)度Λ為格雷碼周期長(zhǎng)度Λ的2倍,即;設(shè)定相移起始點(diǎn)Op相對(duì)于格雷碼起始點(diǎn)Og滯后0.5./,。如圖1所示為部分編碼,圖中橫軸I為被測(cè)點(diǎn)的編碼空間位置,反映被測(cè)點(diǎn)在測(cè)量空間中的位置;縱軸表示相移相位4、格雷碼值
(6^=0,1,2,3……?) ; ο為編碼空間的起始點(diǎn);圖中粗實(shí)線表示格雷碼,粗虛線表示相移相位。
[0011]步驟二:
解碼時(shí),被測(cè)點(diǎn)的相移周期序數(shù)= 0X2,3……?)根據(jù)被測(cè)點(diǎn)的格雷碼值和相移相位由式(I)求得,式中J為格雷碼圖像總數(shù)而表示第i幅格雷碼圖像中被測(cè)點(diǎn)的灰度值;I1' h、h、Z4表示各幅(共4幅)相移圖像中被測(cè)點(diǎn)的灰度值。式中[]表示取整運(yùn)算;(
)2表示二進(jìn)制轉(zhuǎn)換;()1(1表示十進(jìn)制轉(zhuǎn)換。式中
【權(quán)利要求】
1.一種能夠抗復(fù)雜表面干擾的容錯(cuò)編解碼方法,其特征在于它包括以下步驟: 步驟一:編碼時(shí),設(shè)定相移周期長(zhǎng)度7P為格雷碼周期長(zhǎng)度7g的2倍,即Ip = 2-lg ;設(shè)定相移起始點(diǎn)Op相對(duì)于格雷碼起始點(diǎn)Og滯后0.5.,#為被測(cè)點(diǎn)的編碼空間位置%為相移相位、格雷碼值……η、,O為編碼空間的起始點(diǎn); 步驟二: 解碼時(shí),被測(cè)點(diǎn)的相移周期序數(shù)= 0.12,3……η)根據(jù)被測(cè)點(diǎn)的格雷碼值和相移相位由式(I)求得,式中J為格雷碼圖像總數(shù)而表示第i幅格雷碼圖像中被測(cè)點(diǎn)的灰度值;Λ、;、J3、J4表示4幅相移圖像中被測(cè)點(diǎn)的灰度值,式中[]表示取整運(yùn)算;()2表示二進(jìn)制轉(zhuǎn)換;()1(1表示十進(jìn)制轉(zhuǎn)換,式中
被測(cè)點(diǎn)的編碼空間位置#由式(2)求得
【文檔編號(hào)】G01B11/25GK104075669SQ201410147161
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】吳海濱, 于曉洋, 于雙, 王北一, 孟曉亮, 孫曉明 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)