一种红外激光光源的高精度条纹时序结构光三维扫描系统技术方案

一种红外激光光源的高精度条纹时序结构光三维扫描系统，包括一个主控模组,两个相机模组，一个激光投射器和一个彩色相机模组，激光投射器用于投射不可见的条纹时序结构光编码到被扫描物体，相机模组采集被扫描物体表面的图像，彩色相机模组采集被扫描物体表面的彩色图像，主控模组控制相机模组和彩色相机模组协同工作、储存采集的图片并计算出被扫描物体表面的三维点信息。本实用新型专利技术使用全新的光学结构，使用不可见光波段透射高精度条纹结构光，保留了使用红外激光光源扫描肉眼不可见，人体无感的优势，极限精度高，大大减少了环境光对扫描过程的干扰和影响，投射的光编码对比度高，工作距离远。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及三维扫描设备
，特别是一种红外激光光源的高精度条纹时序结构光三维扫描系统。
技术介绍
结构光三维扫描仪是一种需要使用光学投影模组，投射一个经过事先调制的光学编码到物体表面，通过相机观察编码到物体表面的变化，通过算法反求物体表面的三维信息的设备。传统使用高精度条纹时序结构光的三维扫描系统，多使用可见光波段作为光源，这种系统的光源在距离上光衰减很大，编码对比度差，受环境光影响大，工作距离近，且受制于景深，不用的工作距离投影部分需要昂贵的光学器件支持，切换工作距离需要重新对焦。在诸如安防、人体扫描等场景上存在光线刺眼，不适用，对诸如黑色、透明、等物体的表现不良。此外，传统的红外三维扫描，虽然存在人体无感的优势，但是进度较差，使用红外激光光源，但编码透过DOE元器件衍射，使用散乱编码的方式，散文重建的精度十分有限，精度误差大于1cm。
技术实现思路
本技术要解决现有技术的问题，提供一种红外激光光源的高精度条纹时序结构光三维扫描系统，受环境光影响小，工作距离远，精度高。为达到上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种红外激光光源的高精度条纹时序结构光三维扫描系统，包括一个主控模组,两个相机模组，一个激光投射器和一个彩色相机模组，激光投射器用于投射不可见的条纹时序结构光编码到被扫描物体，相机模组采集被扫描物体表面的图像，彩色相机模组采集被扫描物体表面的彩色图像，主控模组控制相机模组和彩色相机模组协同工作、储存采集的图片并计算出被扫描物体表面的三维点信息。作为优先，所述相机模组前设有吸光透镜，吸光透镜前设有窄带滤色片。窄带滤色片只允许激光投射器发出的光波段透过，吸光透镜负责吸收和截止可见光波段的光，诸如环境光过于强烈不可避免透过的可见光波段，最大程度的提升信噪比。作为优先，所述激光投射器前设有窄带滤色片，加强投射激光的信噪比。作为优先，所述激光投射器包括驱动电路板和红外激光二极管，红外激光二极管前端连接有扩算准直透镜。驱动电路板与主控模组连接，在主控模组的的控制下，驱动电路板驱动红外激光二极管经扩算准直透镜向外投射一组肉眼不可见的连续变化的高精度条纹时序结构光编码。本技术的有益效果在于：1、采用全新的光学结构，使用不可见光波段透射高精度条纹时序结构光，即保留了使用红外激光光源扫描肉眼不可见，人体无感的优势，同时抛弃了传统红外散斑三维扫描使用的DOE衍射散斑编码的技术路线，转而采用新设计的静电刷新条纹编码的方式投射精度更高的时序结构光编码，极限精度高达0.01mm。2、因为采用了全新的光学透镜组合设计，大大减少了环境光对扫描过程的干扰和影响。3、激光光源的采用克服了焦距和景深对扫描的影响，激光投射模组前面不需要架设昂贵的光学镜头，使用时也不需要对焦，激光光源能量集中，投射的光编码对比度高，工作距离远。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是本技术中激光投射器的结构示意图。图中：1、主控模组；2、相机模组；3、激光投射器；3.1、驱动电路板；3.2、红外激光二极管；3.3、扩算准直透镜；4、彩色相机模组；5、窄带滤色片；6、吸光透镜。具体实施方式下面通过具体实施方式和附图对本技术作进一步的说明。实施方式为：如图1所示，一种红外激光光源的高精度条纹时序结构光三维扫描系统，包括一个主控模组1,两个相机模组2，一个激光投射器3和一个彩色相机模组4，激光投射器3用于投射不可见的条纹时序结构光编码到被扫描物体，相机模组2采集被扫描物体表面的图像，彩色相机模组4采集被扫描物体表面的彩色图像，主控模组1控制相机模组2和彩色相机模组4协同工作、储存采集的图片并计算出被扫描物体表面的三维点信息。其中，相机模组2前设有吸光透镜6，吸光透镜6前设有窄带滤色片5。此外，如图2所示，激光投射器3包括驱动电路板3.1和红外激光二极管3.2，红外激光二极管3.2前端连接有扩算准直透镜3.3。在激光投射器3前也设有窄带滤色片5。工作方式为：激光投射器3在主控模组1的控制下，通过内部光路产生投射，为一组肉眼不可见的连续变化的条纹时序结构光编码，穿过窄带滤色片5投射到被扫描物体上，两个相机模组2在主控模组1的协同下，同时工作，抓取不可见激光条纹编码打到被扫描物体表面的图像，所采集图像的光线先后穿过窄带滤色片5和吸光透镜6，主控模组1对图像进行存储并计算出被扫描物体表面的三维点信息。同时，彩色相机模组4采集被扫描物体表面的彩色图像，将物体表面对应的彩色纹理信息对应回三维点云信息，最终得到被扫描物体完整的高精度的三维信息。以上所述仅为本技术的具体实施例，但本技术的结构特征并不局限于此，本技术可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本技术的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本技术的专利范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外激光光源的高精度条纹时序结构光三维扫描系统，其特征在于：包括一个主控模组（1）,两个相机模组（2），一个激光投射器（3）和一个彩色相机模组（4），激光投射器（3）用于投射不可见的条纹时序结构光编码到被扫描物体，相机模组（2）采集被扫描物体表面的图像，彩色相机模组（4）采集被扫描物体表面的彩色图像，主控模组（1）控制相机模组（2）和彩色相机模组（4）协同工作、储存采集的图片并计算出被扫描物体表面的三维点信息。

【技术特征摘要】
1.一种红外激光光源的高精度条纹时序结构光三维扫描系统，其特征在于：包括一个主控模组（1）,两个相机模组（2），一个激光投射器（3）和一个彩色相机模组（4），激光投射器（3）用于投射不可见的条纹时序结构光编码到被扫描物体，相机模组（2）采集被扫描物体表面的图像，彩色相机模组（4）采集被扫描物体表面的彩色图像，主控模组（1）控制相机模组（2）和彩色相机模组（4）协同工作、储存采集的图片并计算出被扫描物体表面的三维点信息。2.根据权利要求1所述的一种红外激光光源的高精...

【专利技术属性】
技术研发人员：茹方军，李冠楠，马威武，
申请(专利权)人：杭州非白三维科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33