南京理工大學柏連發獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉南京理工大學申請的專利一種眩光影響下物體誤差建模及精確三維重建方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120387964B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510891411.2,技術領域涉及:G06T5/92;該發明授權一種眩光影響下物體誤差建模及精確三維重建方法是由柏連發;高嘉璐;于浩天;鄭東亮;韓靜設計研發完成,并于2025-06-30向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種眩光影響下物體誤差建模及精確三維重建方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種眩光影響下物體誤差建模及精確三維重建方法,包括:通過構建在眩光影響下條紋投影輪廓術進行三維重建時的誤差模型,得出金屬物體在非高亮區域的重建點云處出現和投影條紋周期一致的周期狀誤差是眩光造成;引入二維函數眩光傳遞函數,量化表示整個成像過程中因眩光產生的額外亮度;通過該函數與原始條紋高亮區域實際亮度的卷積來模擬眩光對整張圖像的影響;針對眩光的特點提出一種根據需求選擇搭建交叉偏振光路或單幀加窗傅里葉的方法來解決眩光造成的相位誤差的方法。在不同高反射率場景下驗證了分析結果和測量精度,有效驗證了所建立眩光模型的準確性并解決了眩光造成的重建物體點云的條紋狀誤差。
本發明授權一種眩光影響下物體誤差建模及精確三維重建方法在權利要求書中公布了:1.一種眩光影響下物體誤差建模及精確三維重建方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1:通過投影儀將一組相移的正弦條紋圖案投影到金屬物體上;通過FPP算法分析相機拍攝到的條紋的相位變化,重建物體的3D形狀和表面信息; 步驟2:引入眩光傳遞函數GSF,將眩光對整張圖像的影響量化地表示為GSF與圖像無眩光時理想值的卷積,并將影響整個圖像的散射面紗眩光GSF用高斯函數進行近似; 像素受到的眩光強度取決于透鏡的質量及其到眩光點像素的距離,描述強度的二維函數被稱為透鏡的眩光擴散函數GSF;在圖像中,眩光通過使用傳統相機中GSF的空間不變卷積來近似: ; 其中表示投射到坐標像素上的入射輻射,表示GSF;GSF通過散射和反射的效應來模擬;使用透鏡的光學參數來描述GSF的特性;用表示像素到眩光點的距離,即,表示眩光點坐標;GSF表示為 ; 其中,是狄拉克函數;第一項是由調制的瞬時眩光點;第二項是眩光從中心點向外擴散的模型,其中是縮放強度,是影響衰減率,是根據距離調整非線性響應; 在透鏡中,GSF用高斯函數表示: ; 為控制散射眩光擴散程度的參數;由公式可知,眩光擴散程度隨距離的增加而衰減; 是一個常數,把它用C表示;對于圖像眩光可得到 ; 其中,是高亮區域的實際亮度; 步驟3:通過卷積公式表示出眩光在一個相移周期內對圖像中固定像素點的強度影響,建立誤差模型,推導物體在非高亮區域的相位和重建點云出現條紋狀誤差源于N步相移圖像中眩光導致的呈正弦函數形式的額外強度與條紋圖原始強度的疊加; 步驟4:采用交叉偏振法或者單幀加窗傅里葉變換的方法實現三維點云重建; 其中,交叉偏振法具體為:在投影儀和相機前分別放置一個線性偏振片,調整兩個線性偏振片至視野最暗使兩個線性偏振片的偏振方向正交,再投射一組相移正弦條紋,通過FPP的計算,實現三維點云重建; 單幀加窗傅里葉變換的方法具體為:通過投影儀將一張高頻正弦條紋圖案投射到物體上,并通過相機進行捕獲;根據眩光與條紋信息在頻域圖像中表現的成分不同,通過加窗傅里葉法解決眩光影響,實現三維點云重建。
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