基于远心成像系统的多目相位偏折测量方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114279360A(43)申请公布日2022.04.05(21)申请号202111612550.5(22)申请日2021.12.27(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人房丰洲王颖墨(74)专利代理机构天津盛理知识产权代理有限公司12209代理人陈娟(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)G01B11/25(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称基于远心成像系统的多目相位偏折测量方法及装置(57)摘要本发明涉及一种基于远心成像系统的多目相位偏折测量方法及装置，相位物体显示相位编码信息，并经待测表面反射至成像系统，经计算设备解算获得绝对相位信息，利用成像系统、相位物体、待测物体矢高与法矢之间的几何关系重构待测曲面面形，本发明通过视觉辅助的方式排除远心系统外参标定中的旋转矩阵的歧义解。摆脱了远心成像系统需要使用位移机构额外移动靶标或远心系统来排除旋转矩阵歧义解的缺点。CN114279360ACN114279360A权利要求书1/2页1.一种基于远心成像系统的多目相位偏折测量方法，相位物体显示相位编码信息，并经待测表面反射至成像系统，经计算设备解算获得绝对相位信息，利用成像系统、相位物体、待测物体矢高与法矢之间的几何关系重构待测表面的面形，其特征在于：所述成像系统为两个以上的远心成像系统，通过视觉辅助的方式排除远心成像系统与相位物体的空间相对位置关系中的旋转矩阵的歧义解，进而完成对远心成像系统与相位物体的空间相对位置关系的正确标定，所述视觉辅助的方式为：将包含旋转矩阵歧义解的多个远心成像系统与相位物体的空间相对位置关系分别进行绘制，将标定结果的位置关系与实际设备摆放位置关系进行视觉比对，即可剔除歧义解。2.根据权利要求1所述的基于远心成像系统的多目相位偏折测量方法，其特征在于：所述的相位物体数量大于等于一个。3.根据权利要求1所述的基于远心成像系统的多目相位偏折测量方法，其特征在于：所述的相位物体的相位信息，包括正弦相位信息、方波相位信息、三角波相位信息。4.根据权利要求1所述的基于远心成像系统的多目相位偏折测量方法，其特征在于：所述解算获得绝对相位信息的方法，包括时间相位解包裹算法、空间相位解包裹算法、傅立叶相位解包裹算法、最小二乘相位解包裹算法。5.根据权利要求1所述的基于远心成像系统的多目相位偏折测量方法，其特征在于：所述视觉辅助为人工视觉辅助或计算机视觉辅助。6.根据权利要求1所述的基于远心成像系统的多目相位偏折测量方法，其特征在于：所述相位物体为平面相位物体或带有面形的曲面相位物体。7.根据权利要求1所述的基于远心成像系统的多目相位偏折测量方法，其特征在于：所述相位物体投射的编码信息为可见光信息或红外光信息或紫外光信息。8.根据权利要求1所述的基于远心成像系统的多目相位偏折测量方法，其特征在于：所述远心成像系统与相位物体的空间相对位置关系的正确标定方法为：LT设定相位物体坐标系{L}下的坐标为p＝[XL,YL,ZL]；CCCCT相位物体坐标系下平面镜的法矢n＝[nx,ny,nz]；C相位物体关于平面镜虚像坐标系{L’}在远心镜头下坐标系{C}的坐标为p'＝[XC'，TYC']，Cp'与Lp的旋转矩阵A与平移矢量b之间的关系CCCT其中，I2为2阶单位矩阵，n2×1＝[nx,ny]，L为远心镜头到平面镜的距离，为相位物体坐标系到远心镜头坐标系的旋转矩阵，为相位物体坐标系到远心镜头坐标系的平移矢量；计算多组解的重投影误差2CN114279360A权利要求书2/2页两个重投影误差等值且最小的情况为的两组剩余歧义解，通过对的两组解下的若干远心成像系统与相位物体的空间相对位置关系分别进行绘制，将标定结果的位置关系与实际设备摆放位置关系进行视觉比对，即可剔除歧义解。9.根据权利要求1所述的基于远心成像系统的多目相位偏折测量装置，其特征在于：包括：相位物体、用于投射相位信息；相机、用于采集相位物体显示的相位信息；多目远心成像系统、用于给成像提供恒定的放大倍率，实现高精度测量；待测面、具有将相位物体投射的相位信息反射至远心成像系统的能力；计算机、所述计算机分别与相位物体以及相机连接，所述计算机控制相位物体及相机，并进行计算以获得待测面的测量结果。3CN114279360A说明书1/6页基于远心成像系统的多目相位偏折测量方法及装置技术领域[0001]本发明属于精密视觉测量领域，尤其涉及基于远心成像系统的多目相位偏折测量方法及装置。背景技术[0002]相位测量偏折术是一种大动态范围，不需要补偿镜就能对自由曲面实现非接触式测量的镜面面形方法。其原理是通过相位物体向被测表面投射包含相位信