多频外差法三维重建 结构光三维重建

                                                                    结构光三维重建--多频外差

      结构光三维重建主要的原理就是从投影仪中投射一定频率的结构光，这种光跟以前采用的格雷码方式不同，它具有一定的正玄性。而多频外差的方式说的就是采用几种不同频率的正玄光，为什么采用多频外差的方式，从我多年的实践经验来看，多频外差法具有很好的抗干扰、对物体重建出来的细节保留的比较好、精度更高一些。下面我先梳理一下算法细节。

    相移：

        在进行展开相位前，必须先获得每点的包裹相位，其中最成熟最可靠的算法是相移法，该方法已经实现了商品化。相移法[的最大优点还在于求解物体初相位时是点对点的运算，即在原理上某一点的相位值不受相邻点光强值的影响，从而避免了物面反射率不均匀引起的误差。其基本思想是：将一个光强分布呈正弦变化的光栅作为面结构光投影到被测工件表面，所探测的正弦光栅受被测物体表面高度调制产生的光强函数可以用下式表示： （公式不好编辑，只好截图了）       

                            

多频外差算法步骤：

 

 

                        

我使用的是5个频率的解码：code 如下

 

oid MultiPhaseDec::decMultiPhase5(Mat *imgShift,Mat &imgAbsPhase)
{
	//获取wrap相位
	F32 *dPtr  = (F32*)imgAbsPhase.data;
	Mat imgPhase[5] ;
	for(int k=0;k<5;k++)
		imgPhase[k] = Mat::zeros(m_nHeight,m_nWidth,CV_32FC1);
	for(int n = 0;n<4;n++)
	{
			

		F32 *pha=  (F32*)imgPhase[n].data;
		for(int k=0;k < m_nWidth*m_nHeight;k++)
		{
		
			pha[k] =  (float)sqrt(atan2((double)(I1[k]-I3[k]),(double)(I0[k]-I2[k]))) ;
			
		}
	}

	Mat  imgAbsPhase1= Mat::zeros(m_nHeight,m_nWidth,CV_32FC1);
	Mat  imgAbsPhase2= Mat::zeros(m_nHeight,m_nWidth,CV_32FC1);
	Mat  imgAbsPhase3= Mat::zeros(m_nHeight,m_nWidth,CV_32FC1);

	phaseUnWrap(imgPhase[0],imgPhase[1],imgAbsPhase1,m_dFreq[0],m_dFreq[1]);
	phaseUnWrap(imgAbsPhase1,imgPhase[2],imgAbsPhase2,m_dFreq[1],m_dFreq[2]);
	phaseUnWrap(imgAbsPhase2,imgPhase[3],imgAbsPhase3,m_dFreq[2],m_dFreq[3]);
	phaseUnWrap(imgAbsPhase3,imgPhase[4],imgAbsPhase,m_dFreq[3],m_dFreq[4]);
 
    	//ImgShowPhase(imgPhase[0],"0");
   //	ImgShowPhase(imgPhase[1],"1");    
	//ImgShowPhase(imgPhase[2],"2");
    	//ImgShowPhase(imgPhase[3],"3");
    //	ImgShowPhase(imgPhase[4],"4");
//   	cvWaitKey(1000000);
//   
 //      	ImgShowAbsPhase(imgPhase[0],PI2,"abs0");
//     	ImgShowAbsPhase(imgAbsPhase1,3*PI2,"abs1");
//     	ImgShowAbsPhase(imgAbsPhase2,9*PI2,"abs2");
//     	ImgShowAbsPhase(imgAbsPhase3,27*PI2,"abs3");
//     	ImgShowAbsPhase(imgAbsPhase,81*PI2,"abs4");
 //   	cvWaitKey(1000000);
		
	
}

 

 

 

5个频率打出来的光是这个样子的，5个频率的图像还是有点多哈

 

最后重建的效果如下图：

  

 

视频：https://pan.baidu.com/s/1uC-n0Wo4KNzsu-VlLbcfcg

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