公开(公告)号：CN108195313B

公开(公告)日：2020-06-02

申请号：CN201711481545.9

申请日：2017-12-29

Applicant: 南京理工大学

Inventor： 陈钱 ,  张良 ,  左超 ,  冯世杰 ,  孙佳嵩 ,  张玉珍 ,  顾国华 ,  陶天阳

IPC: G01B11/25

Abstract: 本发明公开了一种基于光强响应函数的高动态范围三维测量方法，该方法首先搭建系统，投影仪投射五幅不同亮度的黑白图像到被测物体上，相机同步拍摄被测物体反射的黑白图像，使用最小二乘法求解被测物体的光强响应函数，然后根据响应函数求出的被测物体的光强响应函数来生成多组三步相移光栅，并使用投影仪将多组三步相移光栅投射至被测物体，相机同步拍摄被测物体反射的相移光栅图像，将拍摄得到的相移光栅图像进行图像融合，计算绝对相位，最后结合步骤一得到的相机透视投影矩阵和投影仪透视投影矩阵，恢复出被测物体的三维形貌。本发明避免了传统多曝光法的图像数据冗余，三维重构计算量小，提高了测量效率。

公开(公告)号：CN108036740B

公开(公告)日：2020-04-10

申请号：CN201711270604.8

申请日：2017-12-05

Applicant: 南京理工大学

Inventor： 陈钱 ,  陶天阳 ,  左超 ,  冯世杰 ,  胡岩 ,  尹维 ,  顾国华 ,  张玉珍

IPC: G01B11/25

Abstract: 本发明公开了一种基于多视角的高精度实时三维彩色测量系统及其方法，包括四台黑白相机、彩色相机、投影仪、计算机，其中四台黑白相机对称于投影仪的中轴线，并且投影仪一侧各放置两个黑白相机，彩色相机设置在任意一侧并位于黑白相机的外侧，所有相机通过数据线与计算机连接，通过触发线与投影仪连接；所述的投影仪投影出三步相移条纹并同时产生与投影速率相同的触发信号，触发信号通过触发线传送给四台黑白相机和彩色相机，所有相机在触发信号的驱动下同步拍摄由投影仪投出经过被测物体调制的相移图像，拍摄到的相移图像通过数据线传给计算机，由计算机处理得到彩色纹理映射。本发明能够保证了相移轮廓术最高测量效率的前提下实现了高精度实时测量。

公开(公告)号：CN110595388A

公开(公告)日：2019-12-20

申请号：CN201910799747.0

申请日：2019-08-28

Applicant: 南京理工大学 ,  南京理工晟奥光电科技有限公司

Inventor： 陈钱 ,  张良 ,  顾国华 ,  左超 ,  冯世杰

IPC: G01B11/25

Abstract: 本发明公开了一种基于双目视觉的高动态实时三维测量方法，以离焦投影为基础，通过外部信号精确地控制相机和投影仪，在一个投影周期内获得两幅不同曝光值的图像；然后通过图像融合算法获得高动态图像；最后配合相位解算算法来计算得到三维数据。本发明在一个投影周期内采集两幅不同亮度的图像，避免了测量过程中人为调整相机曝光的操作，提高了测量效率；三维重构方法简单，易于实现和移植。

公开(公告)号：CN110514143A

公开(公告)日：2019-11-29

申请号：CN201910734477.5

申请日：2019-08-09

Applicant: 南京理工大学

Inventor： 左超 ,  尹维 ,  陈钱 ,  冯世杰 ,  孙佳嵩 ,  陶天阳 ,  胡岩 ,  张良 ,  钱佳铭

IPC: G01B11/25

Abstract: 本发明公开了一种基于反射镜的条纹投影系统标定方法，首先在被测对象的后方放置两块反射镜，通过反射镜的反射作用，相机可从正面和其他两个视角对被测物体进行成像，从而获得被测物体的360°二维信息；投影仪投影三组相移光栅图案，频率为1,8和64；相机采集光栅图利用相移法和时间相位展开算法得到频率为64的绝对相位图；利用投影仪和相机之间的标定参数，将绝对相位图转换为被测物体的三维信息；然后通过捕获一组3D特征点对实现反射镜标定，使来自不同视角的三维信息转化到统一的世界坐标系下。本发明不需要在反射镜上人为地固定特征图案，仅需相机捕获一组3D特征点对直接实现反射镜标定，避免了测量精度的损失，并实现了高精度的全景三维测量。

公开(公告)号：CN107966212B

公开(公告)日：2019-10-18

申请号：CN201711484824.0

申请日：2017-12-29

Applicant: 南京理工大学

Inventor： 左超 ,  张佳琳 ,  陈钱 ,  孙佳嵩 ,  冯世杰 ,  张玉珍 ,  顾国华 ,  李加基 ,  范瑶 ,  丁君义

IPC: G01J9/00

Abstract: 本发明公开了一种非均匀性光强下光强传输方程的无边界误差求解方法，该方法首先初始化光强的轴向微分以及相位值，然后计算得到的非精确的相位值以及其所对应的光强轴向微分值，获得当前迭代后的光强轴向微分值与上一轮的光强轴向微分值之间的残差，每次迭代完成后，判断光强轴向微分误差以及所对应的相位残差是否足够小，当满足停止迭代条件时，得到的相位值就是所求的精确相位值，能够准确的求解在非均匀光强下的光强传输方程，稳定并且精确地获得待测物体相位。本发明能够高效准确地求解出相位值，降低了传统方法采用Teague辅助函数所引起的求解误差(称为相位差异)，尤其是在边界处求得的相位误差。

公开(公告)号：CN110207614A

公开(公告)日：2019-09-06

申请号：CN201910448519.9

申请日：2019-05-28

Applicant: 南京理工大学

Inventor： 张玉珍 ,  梁一超 ,  胡岩 ,  左超 ,  陈钱 ,  冯世杰 ,  尹维 ,  张良 ,  钱佳铭 ,  顾国华

IPC: G01B11/24

Abstract: 本发明公开了一种基于双远心相机匹配的高分辨高精度测量系统及其方法，第一远心相机、第二远心相机位于投影仪的两侧并对称于投影仪的中轴线，第一远心相机、第二远心相机通过USB数据线与计算机相连，投影仪通过触发线与第一远心相机、第二远心相机相连；投影仪投影多频多相移的条纹并同时产生同步触发信号，同步触发信号驱动第一远心相机、第二远心相机同步拍摄，第一远心相机、第二远心相机拍摄经被测物的调制的相移图像，把调制图像传输到计算机端，由计算机对调制图像进行相位展开，然后对展开的相位进行镜头畸变矫正与极线矫正，使用立体相位匹配算法和三维重构算法可测量在24mm*18mm范围内的小型被测物的高分辨高精度三维轮廓信息。

公开(公告)号：CN107367244B

公开(公告)日：2019-06-25

申请号：CN201710600109.2

申请日：2017-07-21

Applicant: 南京理工大学

Inventor： 陈钱 ,  张敏亮 ,  左超 ,  冯世杰 ,  陶天阳 ,  顾国华 ,  张玉珍 ,  胡岩 ,  张良 ,  孙佳嵩 ,  李慧 ,  尹维 ,  顾莹 ,  王泽弘

IPC: G01B11/24

Abstract: 本发明公开了一种基于时间相位解缠的设计最优条纹序列方法，首先建立投影仪系统轻微离焦状态下的三维重构的噪声模型，并且对投影仪系统的频率响应函数进行测定、曲线拟合，根据建立的噪声模型以及拟合出来的频率响应函数确定编码的最优条纹频率；然后推导出时间相位解缠过程中的阈值条件，且根据该阈值条件推导出不同相移步数的频帧比公式，根据该公式选取最优的相移步数组合；最后根据时间相位解缠过程中的阈值条件，推导出低频辅助条纹频率跟高频条纹频率之间的关系式，根据该关系式，逐一确定各级条纹的频率。本发明通过对投影仪系统的频率响应函数进行检测，找到用来编码的最优的条纹频率fopt，以提高三维测量的精度。

公开(公告)号：CN105180838B

公开(公告)日：2019-01-04

申请号：CN201510631960.2

申请日：2015-09-29

Applicant: 南京理工大学

Inventor： 左超 ,  陈钱 ,  冯世杰 ,  陶天阳 ,  顾国华 ,  张玉珍 ,  孙佳嵩 ,  张良 ,  笪健 ,  胡岩 ,  李加基 ,  张佳琳 ,  孔富城 ,  张敏亮 ,  范瑶 ,  林飞

IPC: G01B11/25

Abstract: 本发明公开了一种基于DLP投影仪的快速条纹投影系统，包括图像发生与同步电路、改进DLP投影仪、待测物体、分光镜、彩色摄像机、高速摄像机、计算机，图像发生与同步电路连接改进DLP投影仪，为其提供投影图像信号与同步信号，同时图像发生与同步电路还连接彩色摄像机与高速摄像机，并为它们分别提供同步信号；改进DLP投影仪向待测物体投出指定的光栅条纹，经过待测物体反射的光线被分光镜一分为二，分别被彩色摄像机与高速摄像机所拍摄，图像信号分别传输入计算机进行处理分析；其中该改进DLP投影仪的光轴与高速摄像机水平放置。本发明采用FPGA直接为其提供高速投影视频信号，并设计时序使CCD相机与投影仪之间达到同步，即可实现高达360Hz的高速条纹投影与采集。

公开(公告)号：CN106017356B

公开(公告)日：2018-10-02

申请号：CN201610617404.4

申请日：2016-08-01

Applicant: 南京理工大学

Inventor： 陈钱 ,  胡岩 ,  左超 ,  顾国华 ,  张玉珍 ,  冯世杰 ,  陶天阳

IPC: G01B11/25

Abstract: 本发明公开了一种基于格里诺型体式显微镜的三维显微表面轮廓测量装置及其方法，通过将相机、投影仪安装到格里诺型体式显微镜的两个成像光路中，实现了主动结构光三维显微表面轮廓测量。在测量时对测量系统的标定首先结合相移轮廓测量技术对显微镜投影光路进行高度与条纹相位之间的非线性拟合标定，然后使用透视模型对相机光路的内外参数进行标定，进而得到相机的单应性矩阵，待测物体三维点云数据的高度分布信息通过高度与相位之间的关系求得，然后物体三维点云数据的横向位置分布通过求解相机单应性矩阵决定的方程组获得。本发明简洁高效并且低成本的优点，通过投影多组相移周期条纹，结合系统标定参数即可快速获取微小物体表面的三维点云数据。

公开(公告)号：CN108596008A

公开(公告)日：2018-09-28

申请号：CN201711317485.7

申请日：2017-12-12

Applicant: 南京理工大学

Inventor： 陈钱 ,  冯世杰 ,  左超 ,  陶天阳 ,  胡岩 ,  张良 ,  尹维 ,  顾国华 ,  张玉珍

IPC: G06K9/00

Abstract: 本发明公开了一种针对三维人脸测量的面部抖动补偿方法，首先采用三步相移法，向被测对象投影三步相移光栅图像，通过相机拍摄投影的三步相移光栅图，利用三步相移光栅图之间的关系，求解抖动引起的相移量初值；向被测对象投影并拍摄一幅额外的均匀亮度图，作为参考背景光强；对初始相移量进行优化，将理想相移量能准确反映面部抖动引起的波纹误差，将其带入三步相移法的相位求解公式，可得到补偿后的人脸相位信息，经过相位与深度转换，最终可得到准确的三维人脸重建结果。本发明具备运动误差补偿功能，可补偿三维人脸识别过程中面部抖动引起的测量误差；可在使用低成本的测量系统条件下，准确测量抖动物体的三维轮廓。