基于模拟退火算法的实时相位测量轮廓术.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CN110375672A(43)申请公布日2019.10.25(21)申请号201910472262.0(22)申请日2019.05.31(71)申请人湖北大学地址430062湖北省武汉市武昌区友谊大道368号(72)发明人彭旷戴铭酉罗子涵赵江刘泱杰王文峰万美琳(74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司42104代理人黄行军王亚萍(51)Int.Cl.G01B11/25(2006.01)G01B11/24(2006.01)G06K9/62(2006.01)G06N3/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称基于模拟退火算法的实时相位测量轮廓术(57)摘要本发明公开了一种基于模拟退火算法的实时相位测量轮廓术，将条纹图投影到在参考平面运动的被测物体上，采集多帧变形条纹图，通过模拟退火算法进行像素匹配得近似区域条纹图，以近似区域条纹图的中心点为基准圈定运动区域，在所述运动区域内进行像素匹配得到最优区域条纹图，根据所述最优区域条纹图计算被测物体高度调制的相位信息及相位变化，根据相位和高度的对应关系确定被测物体的三维物体表面面形高度分布。本发明利用模拟退火算法计算量小和较为精确的特点，得到一个较为精确的全局最优解，加以遍历其领域，省去了传统方法中遍历整个匹配区域的过程，减小了像素匹配所需要的计算量，在保证精度的前提下，提升了实时相位测量轮廓术的效率。CN110375672ACN110375672A权利要求书1/2页1.一种基于模拟退火算法的实时相位测量轮廓术，其特征在于：将条纹图投影到在参考平面运动的被测物体上，采集多帧变形条纹图，通过模拟退火算法进行像素匹配得到各帧变形条纹图中与被测物体上某一点的像素一一对应的近似区域条纹图，以近似区域条纹图的中心点为基准圈定一个区域作为运动区域，在所述运动区域内进行像素匹配得到各帧变形条纹图中与被测物体上某一点的像素一一对应的最优区域条纹图，根据所述最优区域条纹图计算被测物体高度调制的相位信息及被测物体高度引起的相位变化，根据相位和高度的对应关系确定被测物体的三维物体表面面形高度分布。2.根据权利要求1所述的基于模拟退火算法的实时相位测量轮廓术，其特征在于：所述通过模拟退火算法进行像素匹配的过程为：选定匹配模板，在每一帧图像中随机选取能够与所述匹配模板进行相关度计算的匹配区域，比较对应匹配区域相关度的大小，以保留较大相关度所对应的匹配区域、同时以一定的概率接受较小相关度所对应的匹配区域为基准选取区域条纹图，重复选取区域条纹图的过程，直至满足终止条件，即可获得变形条纹图中与被测物体上的某一点的像素对应的近似区域条纹图。3.根据权利要求1所述的基于模拟退火算法的实时相位测量轮廓术，其特征在于：所述通过模拟退火算法进行像素匹配的过程包括如下步骤：步骤1：设定初始参数、终止参数，以采集的第一帧变形条纹图为基准选取匹配模板；步骤2：在其中一帧变形条纹图中随机选取能够与所述匹配模板进行相关度计算的一区域作为当前区域，计算当前区域与匹配模板之间的第一相关度；步骤3：在同一帧变形条纹图中随机选取能够与所述匹配模板进行相关度计算的另一区域作为下一区域，计算下一区域与匹配模板之间的第二相关度，比较第一相关度与第二相关度大小；步骤4：当第二相关度大于等于第一相关度时，以下一区域作为新的当前区域，同时以新的当前区域对应的相关度作为新的第一相关度，继续步骤6；步骤5：当第二相关度小于第一相关度时，计算下一区域接受的概率，若概率大于设定值，则以下一区域作为新的当前区域，同时以新的当前区域对应的相关度作为新的第一相关度，继续步骤6；若概率不大于设定值，则以当前区域作为新的当前区域，同时以新的当前区域对应的相关度作为新的第一相关度，继续步骤6；步骤6：计算当前参数，若当前参数不小于终止参数，则返回步骤3；若当前参数小于终止参数，则以新的当前区域作为所述变形条纹图中被测物体上某一点的像素对应的近似区域条纹图，继续步骤7；步骤7：重复步骤2-6，直至获得所有变形条纹图中与被测物体上某一点的像素一一对应的近似区域条纹图。4.根据权利要求3所述的基于模拟退火算法的实时相位测量轮廓术，其特征在于：所述当前参数＝K*上一次参数，K为设定系数。5.根据权利要求1所述的基于模拟退火算法的实时相位测量轮廓术，其特征在于：在所述运动区域内进行像素匹配的过程为：在每帧变形条纹图中选取能够与匹配模板进行相关度计算的匹配区域，所述匹配区域的中心点位于运动区域内，分别计算所有选取的匹配区域与匹配模板之间的相关度，比较所有相关度的大小，以最大的相关度所对应的匹配区域作为变形条纹图中与被测物体上某一点的像素对应的最优区域条纹图。2CN110375672A