(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210808505.5 (22)申请日 2022.07.11 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114877826 A (43)申请公布日 2022.08.09 (73)专利权人 南京信息 工程大学 地址 210044 江苏省南京市江北新区宁六 路219号 (72)发明人 严飞　吴迪　刘佳　于强　祁健　 肖雨倩　路长秋　文杰　刘银萍　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 柏尚春 (51)Int.Cl. G01B 11/25(2006.01)G06T 7/13(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/80(2017.01) (56)对比文件 CN 114332349 A,202 2.04.12 CN 114136236 A,2022.03.04 CN 110567398 A,2019.12.13 US 2015016777 A1,2015.01.15 US 20152 29911 A1,2015.08.13 张圣明.基 于双目结构光的三维重建方法研 究. 《中国优秀硕士学位 论文全文数据库 信息科 技辑》 .2022,(第04期),第43 -52页. 审查员 杨华荣 (54)发明名称 一种双目立体匹配三维测量方法、 系统及存 储介质 (57)摘要 本发明公开了一种双目立体匹配三维测量 方法、 系统和存储介质， 所述方法先获取待测量 物体左右视图的绝对相位图， 然后在左右视图中 分别建立搜索框或待匹配框， 待匹配框沿极线进 行滑动查找， 对搜索框和待匹配框进行边缘检 测， 若检测到匹配点为边缘点， 则下一个匹配点 开始进行全局搜索； 找到匹配点的全部可信点 后， 下一个匹配点从其上一个匹配点的所有可信 点中的最后一个点开始进行局部搜索， 获取全部 可信点， 最后进行像素点匹配完成待测量物体的 重建和测量； 本发明的方法避免物体形状不一时 获取的相位信息在边缘解相产生的误差， 提高测 量精度， 操作简单， 抗干扰性强， 有着显著实际应 用价值。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 114877826 B 2022.10.14 CN 114877826 B 1.一种双目立体匹配三维测量方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： （1） 获取待测量物体左右视图的绝对相位图， 在左右视图中分别建立搜索框或待匹配 框； （2） 待匹配框沿极线进行滑动查找， 选取可信点， 匹配的约束关系为搜索框和待匹配框 中心绝对相位差； 对搜索框和待匹配框进 行边缘检测， 若检测到匹配点为边缘点， 则下一个 匹配点开始进行全局搜索； 找到匹配点的全部可信点后， 下一个匹配点从其上一个匹配点 的所有可信点中的最后一个点 开始进行局部 搜索； （3） 对所有可信点进行匹配代价计算和相位插值， 获取亚像素匹配点； （4） 将左右视图中的像素点进行匹配， 完成待测量物体的重建和 测量。 2.根据权利要求1所述的双目立体匹配三维测量方法， 其特征在于， 步骤 （2） 中所述对 搜索框和待匹配框进行边 缘检测的方法为， 绝对相位 值不大于0的点为边缘点。 3.根据权利要求1所述的双目立体匹配三维测量方法， 其特征在于， 步骤 （2） 中， 若所述 约束关系不大于阈值， 则待匹配框中心 点为可信点； 若 所述约束关系大于阈值， 则可信点全 部找到， 下一个匹配点进行局部 搜索。 4.根据权利要求1所述的双目立体匹配三维测量方法， 其特征在于， 步骤 （1） 中获取待 测量物体的左右视图， 进行立体校正和高斯滤波处 理。 5.根据权利要求1所述的双目立体匹配三维测量方法， 其特征在于， 步骤 （3） 的匹配代 价计算方法为匹配框和搜索框绝对相位差的平方和， 代价 最小点为最佳匹配点。 6.根据权利要求5所述的双目立体匹配三维测量方法， 其特征在于， 步骤 （3） 中对最佳 匹配点进行相位线性插值。 7.根据权利要求1所述的双目立体匹配三维测量方法， 其特征在于， 步骤 （4） 中通过对 匹配后的像素点对进行视 差计算并生成深度图完成待测量物体的重建和 测量。 8.一种双目立体匹配三维测量系统， 其特征在于， 包括待测量物体、 左相机、 右相机、 投 影仪和立体匹配和 测量单元； 所述左相机和右相机采集经投影仪投射图像后的待测量物体左右视图； 所述立体匹配和测量单元采集所述左右视 图， 计算所述左右视 图的绝对相位， 建立搜 索框和待匹配框进行滑动查找， 对搜索框和待匹配框进行边缘检测， 若检测到匹配点为边 缘点， 则下一个匹配点开始进 行全局搜索； 找到匹配点的全部可信点后， 下一个匹配点 从其 上一个匹配点的所有 可信点中的最后一个点开始进行局部搜索， 获取可信点进行待测量物 体的重建和 测量。 9.根据权利要求8所述的双目立体匹配三维测量系统， 其特征在于， 所述立体匹配和测 量单元对搜索框和待匹配框进行边 缘检测的方法为： 绝对相位 值不大于0的点为边缘点。 10.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序 被处理器执行时实现如权利要求1~7任一项所述的双目立体匹配三维测量方法。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114877826 B 2一种双目 立体匹配三维测量方 法、 系统及存 储介质 技术领域 [0001]本发明涉及一种双目立体匹配三维测量方法， 属于光学测量 技术领域。 背景技术 [0002]近些年来， 随着社会不断发展和工业生产水平不断提高， 自动化行业通对物体进 行三维测 量和检查提出更高要求， 而三维视觉成像技术作为计算机视觉的一个重要分支， 其高效率和高精度能够满足自动化生产产测需求。 结构光三维测 量技术具备成本低、 精度 高、 易于实现并具备非接触等多方面优势， 在工业检测与生产具有广泛发展空间和实际应 用价值。 [0003]专利“双目立体视觉三维测量方法及系统、 服务器及存储介质 ”（CN110567398A） 通 过左右相机拍摄投影至待测物体表面 发生形变的条纹图像， 将左右图像上对应点的绝对相 位差作为匹配代价， 进行双目立体匹配， 获得匹配视差图， 根据视差原理， 从视差图中恢复 物体的三维形貌信息； 虽然能够获取变形条纹的绝对相位进而恢复三维形貌， 但未对出错 的相位信息和 边缘相位信息进行检查， 在弱纹理的情况下会极大地影响测量精度， 同时对 于物体的边 缘重建效果较差 。 [0004]专利“一种快速相位匹配方法、 存储介质和三维测量系统 ”（CN113074634A） 根据相 位图上的相位连续分布特性， 利用待匹配图的相位梯度和邻近点相位拓扑关系， 在极线搜 索上进行了优化， 能够快速地搜索到位相同名点； 但该专利的粗 略搜索和精细搜索都基于 全图进行， 搜索和匹配的时间较高， 并且 对于物体的边 缘匹配效果较低。 发明内容 [0005]发明目的： 本 发明的目的是提供一种操作简单、 抗干扰性强、 测量精度高的双目立 体匹配三维测量方法， 本发明的第二目的是提供一种双目立体匹配三维测量系统。 [0006]技术方案： 本发明所述的双目立体匹配三维测量方法包括如下步骤： [0007]（1） 获取待测量物体左右视图的绝对相位图， 在左右视图中分别建立搜索框或待 匹配框； [0008]（2） 待匹配框沿极线进行滑动查找， 选取可信点， 匹配的约束关系为搜索框和待匹 配框中心 绝对相位差； 对搜索框和待匹配框进行边缘检测， 若检测到匹配点为边缘点， 则下 一个匹配点开始进行全局搜索； 找到匹配点的全部可信点后， 下一个匹配点从其上一个匹 配点的所有可信点中的最后一个点 开始进行局部 搜索； [0009]（3） 对所有可信点进行匹配代价计算和相位插值， 获取亚像素匹配点； [0010]（4） 将左右视图中的像素点进行匹配， 完成待测量物体的重建和 测量。 [0011]进一步地， 步骤 （2） 中所述对搜索 框和待匹配框进行边缘检测的方法为， 绝对相位 值不大于0的点为边缘点。 [0012]进一步地， 步骤 （2） 中， 若所述约束 关系不大于阈值， 则待匹配框中心点为可信点； 若所述约束关系大于阈值， 则可信点全部找到， 下一个匹配点进行局部 搜索。说　明　书 1/4 页 3 CN 114877826 B 3