【技术实现步骤摘要】
一种光学扫描全息三维物体实时识别系统及方法
本专利技术涉及光学扫描全息
,具体涉及一种光学扫描全息(opticalscanningholography)三维物体实时识别系统及方法。
技术介绍
三维物体识别技术可用于3D显微镜,医学成像和识别,机器人视觉以及光学遥感等领域,相比传统二维图像识别,三维物体识别具有识别灵敏度高的优势。由于一般的光学系统记录的物体信息只包含强度信息,而不包含物体相位信息,进而只能对物体二维信息进行处理,因此不能直接实现三维物体的识别。光学扫描全息(OSH)是由美国弗吉尼亚理工大学Ting-ChungPoon教授等人提出的一种特殊数字全息技术。该技术可以实现非相干实时记录,通过对物体进行一次二维光学外差扫描即可获取三维对象的全部数据信息,且OSH可有效避免传统全息术存在的孪生像、零级斑等问题,具有实时性好、分辨率高等特点。文献“Opticalimagerecognitionofthree-dimensionalobjects”提出了一种基于双光瞳光学外差扫描的三维图像识别技术,并通过仿真的方法验证所提方法的可行性;文献“Three-DimensionalImageMatchingUsingTwo-DimensionalOpticalHeterodyneScanning”利用纯相位全息信息和维格纳分布进行三维图像匹配识别,并通过仿真验证所提方法的可行性。但该过程的数据计算量较大,实验较为困难,且对计算机的依赖较强。文献“基于微透镜阵列的实时三维物体识别”利用微透镜阵 ...
【技术保护点】
1.一种光学扫描全息三维物体实时识别系统,其特征在于,沿着光路依次包括:激光器(1)、空间滤波器(2)、第一透镜(3)、第一分束镜(4);/n第一分束镜(4)之后分成两个光路,即第一透射光路、第一反射光路;沿着第一透射光路依次包括声光移频器(5)、第一反光镜(6)、第一快门(7);沿着第一反射光路依次包括第二反光镜(8)、第二透镜(9)、第二快门(10);/n之后,第一光路和第二光路分别垂直的进入第二分束镜(11);/n第二分束镜(11)之后再次分成两个光路,即第二透射光路、第二反射光路;沿着第二透射光路依次包括空间光调制器(20)、光致聚合物(21)、第四透镜(22)、CCD(23);沿着第二反射光路依次包括二维扫描振镜(12)、物体(13)、第三透镜(14)、光电探测器(15);/n光电探测器(15)依次连接带通滤波器(16)、乘法器(17)、低通滤波器(18);/n空间光调制器(20)、CCD(23)、低通滤波器(18)分别与计算机(19)连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种光学扫描全息三维物体实时识别系统,其特征在于,沿着光路依次包括:激光器(1)、空间滤波器(2)、第一透镜(3)、第一分束镜(4);
第一分束镜(4)之后分成两个光路,即第一透射光路、第一反射光路;沿着第一透射光路依次包括声光移频器(5)、第一反光镜(6)、第一快门(7);沿着第一反射光路依次包括第二反光镜(8)、第二透镜(9)、第二快门(10);
之后,第一光路和第二光路分别垂直的进入第二分束镜(11);
第二分束镜(11)之后再次分成两个光路,即第二透射光路、第二反射光路;沿着第二透射光路依次包括空间光调制器(20)、光致聚合物(21)、第四透镜(22)、CCD(23);沿着第二反射光路依次包括二维扫描振镜(12)、物体(13)、第三透镜(14)、光电探测器(15);
光电探测器(15)依次连接带通滤波器(16)、乘法器(17)、低通滤波器(18);
空间光调制器(20)、CCD(23)、低通滤波器(18)分别与计算机(19)连接。
2.根据权利要求1所述的一种光学扫描全息三维物体实时识别系统,其特征在于,所述的激光器(1)出射光光轴方向与空间滤波器(2)中心保持一致,空间滤波器(2)与第一透镜(3)之间的距离为第一透镜(3)的焦距长;
二维扫描振镜(12)与第二透镜(9)之间的距离为第二透镜(9)的焦距长;
物体(13)和光电探测器(15)分别置于第三透镜(14)的前焦面和后焦面上;
带通滤波器(16)的输入端与光电探测器(15)的输出端相连,带通滤波器(16)的输出信号分为两路分别连接乘法器(17)的输入端,低通滤波器(18)的输入端和输出端分别连接乘法器(17)的输出端与计算机(19);空间光调制器(20)的输入端与计算机(19)相连;光致聚合物(21)垂直置于空间光调制器(20)的透射光方向;光致聚合物(21)和CCD(23)分别位于第四透镜(22)的前焦面和后焦面上。
3.一种光学扫描全息三维物体实时识别方法,其特征在于,采用权利要求1或2所述的光学扫描全息三维物体实时识别系统,包括如下步骤:
步骤1:激光器(1)出射的平行光准直后经空间滤波器(2)调制为发散的球面波,球面光束经过第一透镜(3)成平面波;平面波经第一分束镜(4)分为两路,即第一透射光路、第一反射光路,其中第一透射光路经声光移频器(5)、第一反光镜(6)、第一快门(7),第一反射光路经第二反光镜(8)、第二透镜(9)、第二快门(10),两个光路在第二分束镜(11)汇合并形成时变菲涅尔波带板;
步骤2:时变菲涅尔波带板通过二维扫描振镜扫描物...
【专利技术属性】
技术研发人员:张亚萍,姚勇伟,许蔚,李重光,张永安,范厚鑫,王斌,张竟原,陈会心,
申请(专利权)人:昆明理工大学,
类型:发明
国别省市:云南;53
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