2为本发明【具体实施方式】提供的基于条纹反射法的反光物体三维形貌测量方 法的测量原理示意图；
[0056]图3为本发明【具体实施方式】提供的基于条纹反射法的反光物体三维形貌测量方 法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0057] 下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明，但本申请要求的保护范围不受具体 实施例的限制。
[0058] 本【具体实施方式】中采用的显示屏均为IXD显示屏，
[0059] 本发明提供的用于执行基于条纹反射法的反光物体三维形貌测量方法（简称方 法，参见图1)的装置包括电脑1及固定在光学平台上的彩色CCD相机（以下简称相机）2、 反射图像显示屏3(以下简称反射LCD)、折射图像显示屏4(以下简称折射LCD)、半透半反 镜5、待测反光物体固定装置6,使半透半反镜、反射LCD、折射LCD均与光学平台保持垂直。
[0060] 电脑分别与反射LCD、折射LCD及相机连接，电脑用于控制反射LCD、折射LCD和相 机，并存储、显示和处理所采集的图像，以获得相应的测量结果；
[0061] 反射LCD和折射LCD用来显示电脑所产生的图像；相机用于采集经由待测反光物 体反射后的变形图像；反射LCD上所显示的图像经过半透半反镜反射后的图像和折射LCD 上所显示图像经半透半反镜5折射后的图像的光路平行且在经被待测反光物体反射后均 能为相机所拍摄，
[0062] 本【具体实施方式】中，所述电脑1、彩色C⑶相机2、反射图像显示屏3、折射图像显示 屏4和半透半反镜5均为市购产品。本发明设计的基于条纹反射法的反光物体三维形貌测 量方法（简称方法，参见图1)基于彩色条纹反射法的非接触光学测量，获取和重建反光物 体的三维形貌，包括如下具体步骤：
[0063] 1)产生条纹图像
[0064] 采用电脑利用现有条纹生成方法根据测量场的大小和测量精度的要求，选择测量 场中需投影的三组正弦直条纹个数，并且这三组正弦直条纹的条纹个数满足最佳条纹个数 选择；每组正弦直条纹包含四幅彼此间有90度的相位移动的正弦直条纹图像（以下简称条 纹图像）；
[0065] 2)红蓝条纹图像调制
[0066] 将步骤1)产生的每幅条纹图像分别调制在红色通道和蓝色通道中得到红色通道 条纹图像和蓝色通道条纹图像，并将同一幅图像调制得到的红色通道条纹图像和蓝色通道 条纹图像分别同时显示在反射IXD上和折射IXD上。
[0067] 3)调节装置空间布局，
[0068] 将待测反光物体固定在待测反光物体固定装置上，使折射LCD、相机和待测反光物 体在空间上呈三角测量关系，即折射LCD上所成像经过反光物体反射后能够被相机完全拍 摄，调节半透半反镜在折射LCD和反射LCD之间的位置和角度，使反射LCD上所显示图像经 半透半反镜反射后的光路，与折射LCD上所显示图像经半透半反镜折射后的光路平行，折 射LCD的显示图像与反射LCD显示图像的虚像3'平行，并调节半透半反镜、折射LCD、反射 IXD与光学平台保持垂直。
[0069] 4)采集叠加变形条纹图像
[0070] 同一幅条纹图像显示在折射IXD和反射IXD上的红色通道条纹图像和蓝色通道条 纹图像分别经半透半反镜折射和反射后在待测反光物体上叠加变形，相机采集经由被测反 光物体物6反射后的三组十二幅叠加变形条纹图像，并存储到电脑中供后续处理；
[0071] 5)提取变形条纹图像
[0072] 将步骤4)采集到每一幅叠加变形图像经过红、蓝色通道分离得到同一幅条纹图 像显示在反射IXD和折射IXD上的红色通道条纹图和蓝色通道条纹图像分别经被测反光物 体反射后得到的图像即红色变形条纹图像和蓝色变形条纹图像。
[0073] 6)红色通道条纹相位计算及蓝色通道条纹相位计算
[0074] 采用四步相移法对步骤5)得到的红色变形条纹图像和蓝色变形条纹图像分别进 行处理，
[0075] 6. 1)红色通道条纹相位计算，将每组四副红色变形条纹图像采用四步相移法处理 得到一幅红色通道折叠相位图，三组红色变形条纹图像经过处理后得到三幅红色通道折叠 相位图。然后再将三幅红色通道折叠相位图利用最佳条纹算法得到一幅红色通道绝对展开 相位图。
[0076] 6. 2)蓝色通道条纹相位计算，采用与步骤6. 1)同样的方法，将每组四副蓝色通道 条纹图像经过处理后得到一幅折叠相位图，三组蓝色通道条纹图像经过处理后得到三幅蓝 色通道折叠相位图。然后再将三幅蓝色通道折叠相位图利用最佳条纹算法得到一幅蓝色通 道绝对展开相位图。
[0077] 7)对测量系统进行标定；包括以下步骤
[0078] 7. 1)以水平导轨定位的标定用平面反射镜代替待测反光物体；
[0079] 7. 2)定位标定用平面反射镜至N个已知位置（N彡2)
[0080] 在相机成清晰像的景深范围内（即测量场范围内），利用水平导轨定位标定用平 面反射镜到N个已知位置，并选取一个已知位置作为参考平面6-0。
[0081] 7. 3)得到每个已知位置的红色通道绝对展开相位图和蓝色通道绝对展开相位图
[0082] 在每个位置按照步骤1)~7)的方法得到红色通道绝对相位图和蓝色通道绝对相 位图。
[0083] 8)求解带反光物体三维形貌深度信息
[0084] 8. 1)建立相位和待测反光物体反光面的三维形貌深度信息（以下简称深度）的关 系公式（1)
[0085]
⑴
[0086] 公式（1)中：h为待测的反光物体反光面6-1相对于参考平面的深度；
[0087]d为参考平面与反射显示屏所成虚像间的距离；
[0088] Δ d为折射显示屏显示图像与反射显示屏所成虚像间的距离；
[0089] Cpri，qv,:均为参考平面的绝对相位值，％1和科2:分别根据不同颜色通道绝对展 开相位图求得；
[0090] Φτη?，Φτη2均为待测反光物体反光面的绝对相位值，Φτη?和中^2分别根据不同颜 色通道绝对展开相位图求得；
[0091] 8. 2)根据步骤7)得到的已知位置的红色通道绝对展开相位图和蓝色通道绝对相 位展开图求解公式（1)中的参数，进而利用公式（1)得到待测反光物体相对于参考平面的 三维形貌深度信息，完成反光物体三维形貌测量。
[0092] 所述最佳条纹个数选择方法为本领域公知方法，可以从参考文献--"Zonghua Zhang,Catherine E.Towers, and David P.Towers. Time efficient color fringe projection system for simultaneous 3D shape and color using optimum 3-frequency selection.Optics Express, 2006, 14 (14):6444-6455"中得到
[0093] 执行所述方法的装置的结构示意图如图1所示，
[0094] 所述方法的测量原理示意图如图2所示
[0095] 所述方法的测量流程示意图如图3。
[0096] 实施例
[0097] 本实施例中，电脑通过VGA接口与折射IXD和反射IXD连接，通过千兆网接口与相 机连接，
[0098] 所述条纹图像采用MATLAB软件生成；
[0099] 本实施例中根据测量场的大小和测量精度要求，选择所投影的三组正弦直条纹个 数分别是25、24、20 ;所述绝对展开相位图采用最佳三条纹选择法计算得到。
[0100] 本发明提供的反光物体三维形貌测量方法，基于条纹反射法的测量原理直接得到 反光物体的表面三维形貌。采用LCD屏幕显示软件产生的正弦直条纹。由于待测反光物体 具有镜面反射特性，这些正弦直条纹受被测