(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 202211290966.4 (22)申请日 2022.10.20 (71)申请人 中国矿业大 学 地址 221116 江苏省徐州市铜山区大 学路1 号 (72)发明人 许少毅　冯廷宇　周公博　朱真才　 李威　王承涛　邢方方　余显浪　 孙天山　陈迎新　范俊展　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 罗运红 (51)Int.Cl. G01B 11/25(2006.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 7/13(2017.01)G06T 7/168(2017.01) (54)发明名称 一种适用 煤矿皮带输送机传输中异物检测 的条纹投影动态测量方法 (57)摘要 本发明公开了一种适用煤矿皮带输送机传 输中异物检测的条纹投影动态测量方法， 该方法 包括以下步骤： 1， 设计三步相移条纹并编码至 RGB三通道， 合成一幅彩色相移条纹， 投影到异物 表面， 经异物调制， 相机采集彩色变形条纹， 并从 中分离出三通道的信息； 2， 采用相移法计算 分离 出的RGB三通道三步相移条纹的包裹相位； 3， 选 择其中一个通道的相移条纹采用傅里叶变换轮 廓术计算初步展开相位； 4， 将步骤3中的初步展 开相位作为基础计算步骤2包裹相位的条纹级 次， 并根据条纹级次将包裹相位正确展开得到异 物调制相位， 进一步测得三维信息。 本发明的方 法仅采用单幅彩色条纹即可实现物体相位计算， 适用于皮带输送机表面异 物检测动态测量需求。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 115507777 A 2022.12.23 CN 115507777 A 1.一种适用煤矿皮带输送机传输中异物检测的条纹投影动态测量方法， 其特征在于， 该方法包括以下步骤： 步骤1： 设计N步相移条纹图， 投影仪将N辐条纹图依次投影到异物表面， 经异物调制条 纹图产生变形， 异 物信息包 含在变形 条纹图中， 相机采集每一幅变形 条纹图； 步骤2： 采用相移法从变形 条纹图计算异 物包裹相位 ψ(x,y)； 步骤3： 从变形条纹图中选择一幅， 采用傅里叶变换轮廓 术从选择的一幅变形条纹图计 算初步展开相位 步骤4： 根据初步展开相位 和包裹相位ψ(x,y)计算条纹级次K， 根据条纹级次K 将包裹相位 ψ(x,y)展开得到异 物调制相位。 2.根据权利要求1所述的一种适用煤矿皮带输送机传输中异物检测的条纹投影动态测 量方法， 其特 征在于， 步骤(1)中， 变形 条纹图灰度值表示 为： 式中， (x,y)为条纹图中像素坐标， a(x,y)为背景光强度， b(x,y)为调制强度， f0为条纹 频率， 为异物调制相位， i表示表第i步相移， N为总的相移步数， gi(x,y)为第i幅相移 条纹图中像素(x,y)处的灰度值。 3.根据权利要求2所述的一种适用煤矿皮带输送机传输中异物检测的条纹投影动态测 量方法， 其特 征在于， 步骤(2)中的ψ(x,y)计算公式为： 根据上述反正切运 算， 异物包裹相位截断在( ‑π， π ]范围内。 4.根据权利要求3所述的一种适用煤矿皮带输送机传输中异物检测的条纹投影动态测 量方法， 其特 征在于， 步骤(3)中的傅里叶变换轮廓术计算 步骤如下： 根据欧拉公式cosθ ＝[exp(iθ )+exp( ‑iθ )]/2， 公式(1)表示如下： g(x,y)＝a(x,y)+c(x,y)+c*(x,y)    (3) 式中： 对公式(3)进行傅里叶变换 得： G(f)＝A(f)+C(f ‑f0)+C*(f+f0)    (4) 其中， 傅里叶变换后频谱包含A(f)、 C(f ‑f0)、 C*(f+f0)三部分， A(f)代表在零频背景信 号， C(f‑f0)代表在频率f0处的频谱分量， C*(f+f0)代表在频率‑f0处的频谱分量， 其中， C(f ‑ f0)、 C*(f+f0)包含了异物的相位信息， 提取C(f ‑f0)项， 进行傅里叶逆变换 得： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115507777 A 2根据实部和虚部计算 傅里叶变换轮廓术包裹相位 为： 将傅里叶变换轮廓术包裹相位ψFTP(x,y)采用空间相位展开算法展开得到初步展开相 位 5.根据权利要求4所述的一种适用煤矿皮带输送机传输中异物检测的条纹投影动态测 量方法， 其特 征在于， 步骤(4)中， 条纹级次K的计算方法如下： 6.根据权利要求5所述的一种适用煤矿皮带输送机传输中异物检测的条纹投影动态测 量方法， 其特征在于， 步骤(4)中， 根据条纹级次K将包裹相位ψ(x,y)展开得到异物调制相 位， 计算公式为： 7.根据权利要求1所述的一种适用煤矿皮带输送机传输中异物检测的条纹投影动态测 量方法， 其特征在于： 步骤1所述的相移条 纹步数为3， 将三步相移条纹分别编码至彩色条 纹 图的RGB三 通道， 仅使用单幅彩色条纹图即可实现异 物相位计算。 8.根据权利要求1所述的一种适用煤矿皮带输送机传输中异物检测的条纹投影动态测 量方法， 其特征在于： 根据步骤1相位信息计算得到异物三维信息， 根据三维信息检测皮带 机表面异 物。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115507777 A 3