一种基于同轴平移散斑投射器的高精度三维成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光学三维成像领域，具体公开了一种基于同轴平移散斑投射器的高精度三维成像装置，包括控制模块、驱动电路、电机、刻有散斑图案的镀铬玻璃、LED照明光源和由复合透镜阵列组成的柯勒照明系统。与传统的数字散斑投影技术相比，本发明专利技术中自动化控制的系统节省了更换散斑图案的时间，并根据实验确保了图案不相关性最大的平移距离参数，在保证了较高精度的前提下相比于以往的方案更有利于实现三维重建的实时性，实现了一个新型的高速高精度的三维重建系统。三维重建系统。三维重建系统。

【技术实现步骤摘要】
一种基于同轴平移散斑投射器的高精度三维成像装置


[0001]本专利技术涉及光学三维成像领域，特别涉及一种基于同轴平移散斑投射器的高精度三维成像装置。

技术介绍

[0002]近年来，基于结构光编码的双目三维重建技术被广泛地应用在各个领域。基于匹配的三维重建技术存在着对弱纹理区域容易误匹配，重建效果差的问题，而主动立体视觉可以通过将精心设计的图案对被测物体进行投影、转印等方式丰富或增加被测对象的表面纹理，从而克服匹配歧义性，减小了误匹配率，可以得到更加精确、可靠的三维重建结果。结构光编码的方式多种多样，其中使用得最为广泛的是基于正弦条纹编码的结构光和基于散斑图案编码的结构光，采用基于散斑图案结构光编码的三维重建方法的基本原理是：在标定好的系统中，将多帧散斑图案投射至被测物体表面被调制变形的散斑图案通过双目相机进行拍摄，完成畸变矫正和基线校正，利用时空立体匹配相关算法进行深度信息计算，最终获得被测物体表面的三维数据。
[0003]现有的基于散斑结构光编码的三维重建方法的设备大多采用数字投影设备，具有价格昂贵、体积庞大的特点，不适用于灵活的场景本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于同轴平移散斑投射器的高精度三维成像装置，其特征在于，包括控制模块（6）、驱动电路（7）、电机（8）、刻有散斑图案的镀铬玻璃（9）、LED照明光源（11）和由复合透镜阵列组成的柯勒照明系统（12）；所述控制模块（6）输出电机控制信号到驱动电路（7），驱动电路（7）根据所述电机控制信号通过控制电机（8）使得刻有散斑图案的镀铬玻璃（9）发生平移；并且所述控制模块（6）还同时输出照明控制信号到所述LED照明光源（11），所述LED照明光源（11）发出光源到所述复合透镜阵列组成的柯勒照明系统（12）；所述复合透镜阵列组成的柯勒照明系统（12）对所述光源进行光学放大，并提供无影均匀照明；放大后的光源用于投射到平移中的刻有散斑图案的镀铬玻璃（9）形成散斑投射图；待测物体接收到散斑投射图后，形成调制后的散斑图。2.如权利要求1所述的一种基于同轴平移散斑投射器的高精度三维成像装置，其特征在于，所述控制电机（8）的主轴带动齿轮齿条传动部件（19）转动，转动的所述齿轮齿条传动部件（19）使得刻有散斑图案的镀铬玻璃（9）发生平移，所述齿轮齿条传动部件（19）包括驱动齿轮（27）、传动齿轮（28）和齿条部件（29），驱动齿轮（27）和传动齿轮（28）啮合，传动齿轮（28）和齿条部件（29）啮合。3.如权利要求2所述的一种基于同轴平移散斑投射器的高精度三维成像装置，其特征在于，所述刻有散斑图案的镀铬玻璃（9）放置在散斑片安装支架（30）上，所述散斑片安装支架（30）外部有齿轮，散斑片安装支架（30）外部的齿轮与所述齿条部件（29）啮合，齿条部件（29）带动散斑片安装支架移动，从而使得刻有散斑图案的镀铬玻璃（9）平移。4.如权利要求3所述的一种基于同轴平移散斑投射器的高精度三维成像装置，其特征在于，所述刻有散斑图案的镀铬玻璃（9）以时间间隔周期进行平移，每周期内平移的距离为3mm，时间间隔周期≤10ms。5.如权利要求3所述的一种基于同轴平移散斑投射器的高精度三维成像装置，其特征在于，所述散斑片安装支架（30）放置在所述主体结构部件（15）上，所述主体结构部件（15）中间为中空结构，LED照明光源通过主体结构部件（15）中部的中空结构，将放大后的光源投射到平移中的刻有散斑图案的镀铬玻璃（9），形成散斑投射图；所述主体结构部件（15）上方设置有双滑槽结构（16），在所述散斑片安装支架（30）的带动下，刻有散斑图案的镀铬玻璃（9）沿着双滑槽结构（16）平移。6.如权利要求5所述的一种基于同轴平移散斑投射器的高精度三维成像装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱江平，程月，吕坤，周佩，张娜，刘波，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：