(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211250418.9 (22)申请日 2022.10.13 (71)申请人 南京理工大 学 地址 210094 江苏省南京市玄武区孝陵卫 200号 (72)发明人 韩静　于浩天　郑东亮　吕嫩晴　 (74)专利代理 机构 南京苏创专利代理事务所 (普通合伙) 32273 专利代理师 石嘉蓉 (51)Int.Cl. G06F 17/14(2006.01) G01B 11/25(2006.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于FPP的水下光学测量 误差补偿方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于FPP的水下光学测量 误差补偿方法， 包括： 基于相机捕获的相移正弦 条纹图案， 首先通过相移算法计算得到第一组条 纹包裹相位， 将希尔伯特变换 （HT） 引入捕获的条 纹图案， 并通过相移算法再次计算得到第二组条 纹包裹相位， 而后通过对两组条 纹包裹相位求平 均进行误差补偿， 得到补偿后的条纹包裹相位， 最后根据补偿后的条纹包裹相位计算得到相机 像素与投影仪像素之间的对应关系， 实现水下目 标的光学重建。 本发明主要通过在FPP中引入HT 来减少浊水条件 下的周期性分布相位误差， 由此 减少了水下散射引起的相位误差， 有效提高了水 下FPP的光学测量精度。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 115329256 A 2022.11.11 CN 115329256 A 1.一种基于FP P的水下光学测量 误差补偿方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 通过投影仪将一组相移的正弦条纹图案投射到水下的被测物体上， 并通过相机 捕获从被测物体表面反射的相移正弦条纹图案； 步骤2： 基于相机捕获的条纹图案， 通过相移算法计算得到第一组条纹包裹相位； 步骤3： 将希尔伯特变换引入捕 获的条纹图案， 进而通过相移算法计算得到第 二组条纹 包裹相位； 步骤4： 通过对两组条纹包裹相位求平均进行误差补偿， 得到补偿后的条纹包裹相位， 由此得到相机像素与投影仪像素之间的对应关系， 实现水 下目标的三维光学重建。 2.根据权利要求1所述的一种基于FPP的水下光学测量误差补偿方法， 其特征在于， 所 述步骤1中采用多重采样方法进 行条纹捕获， 即： 通过相机对被测物体表面反射的相移 正弦 条纹图案进行M次捕获， 并对捕获的M组相移正弦条纹图案求平均， 最终得到一组理想的相 移正弦条纹图案 。 3.根据权利要求1所述的一种基于FPP的水下光学测量误差补偿方法， 其特征在于， 所 述步骤2中设相机捕获的条纹图案为： ， 其中A和B分别是捕获条纹图案的背景和幅度， 表示相机像素的坐标， 表示第 一组条纹包裹相位， N表示相移步数， 且条纹幅度通过以下公式进行计算： ， 进一步通过最小二乘算法计算得到： 。 4.根据权利要求3所述的一种基于FPP的水下光学测量误差补偿方法， 其特征在于， 所 述步骤3中引入希尔伯特变换后的条纹图案为： ， 其中， 、 分别为引入HT后的前向散射分量和后向散射分量， 且引入HT后的前向散 射分量为： ， 引入HT后的后向散射分量 为： ， 其中，e表示自然常数， Q表示与水体浑浊度有关的经验阻尼因子， T表示经验常数， 表 示呈高斯分布的随机噪声， 进 而通过相移算法计算得到第二组条纹包裹相位：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115329256 A 2。 5.根据权利要求4所述的一种基于FPP的水下光学测量误差补偿方法， 其特征在于， 所 述步骤4中补偿后的条纹包裹相位 为： ， 进而通过时间相位展开 算法进行解包裹： ， 其中K是坐标 对应的条纹级次， 最后得到每 个相机像素对应的投影仪像素： 1） 若投影的条纹为水平条纹， 则 ； 2） 若投影的条纹为竖直条纹， 则 ； 其中 表示空间频率， 表示投影仪像素的坐标。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115329256 A 3