基于折衍混合成像的结构光三维重构系统及方法技术方案

本申请属于结构光技术领域，涉及基于折衍混合成像的结构光三维重构系统及方法。系统包括：结构光投射模块、折衍混合成像模块、目标物体以及数据处理模块；结构光投射模块、折衍混合成像模块以及目标物体间隔设置；结构光投射模块与数据处理模块相连，以发出结构光并在目标物体表面产生漫反射；折衍混合成像模块包括：间隔设置的滤光片、菲涅耳波带片、液体透镜、固体透镜以及近红外相机；滤光片接收漫反射的光，并依次传入至近红外相机；液体透镜与数据处理模块相连，以通过控制液体透镜的输入电压实现对结构光探测模式的切换；数据处理模块与近红外相机相连，以采集多线结构光图像实现三维重构。本申请能切换结构光探测模式。本申请能切换结构光探测模式。本申请能切换结构光探测模式。

【技术实现步骤摘要】
基于折衍混合成像的结构光三维重构系统及方法


[0001]本申请涉及结构光
，特别是涉及基于折衍混合成像的结构光三维重构系统及方法。

技术介绍

[0002]结构光法是一类主动式光学三维测量方法，能够在光照不足(甚至无光)、缺乏纹理的场景下完成视觉检测，可达到较高的精度和稳定性。结构光视觉系统可作为无人系统平台的“眼睛”有望应用于城市地下管廊、楼宇及洞穴等复杂环境条件下引导平台执行侦察、排爆、巡检等任务。
[0003]目前现有技术中，市场上已推出部分结构光3D相机，包括Kinect、Intel RealSense等系列产品，通常采用焦距固定的广角镜头，这一定程度上减弱了系统标定的难度；但是，由于视场单一，使得系统无法根据实际需求和目标大小位置合理调控成像视野范围，可能会造成测量过程中目标某些细节信息显示不全，影响结构光系统三维测量精度及范围。
[0004]若采用变焦镜头，传统光学变焦系统通常由多个固体镜片和伺服电机组成，系统体量大、结构复杂，无法满足结构光视觉系统轻量化、小型化的设计需求。
[0005]另外，工业级结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于折衍混合成像的结构光三维重构系统，其特征在于，包括：结构光投射模块、折衍混合成像模块、目标物体以及数据处理模块；结构光投射模块、折衍混合成像模块以及目标物体间隔设置；所述结构光投射模块与数据处理模块相连，以发出结构光，并在目标物体表面产生漫反射；所述折衍混合成像模块包括：间隔设置的滤光片、菲涅耳波带片、液体透镜、固体透镜以及近红外相机；所述滤光片接收漫反射的光，并依次传入菲涅耳波带片、液体透镜、固体透镜以及近红外相机；所述液体透镜与数据处理模块相连，以通过控制液体透镜的输入电压，实现对结构光探测模式的切换；所述数据处理模块与所述近红外相机相连，以采集多线结构光图像，实现三维重构。2.根据权利要求1所述的基于折衍混合成像的结构光三维重构系统，其特征在于，通过控制液体透镜的输入电压，实现对结构光探测模式的切换，包括：计算菲涅耳波带片的光焦度为Φ
b
时，液体透镜的输入电压与光焦度之间的第一对应关系：d1d2d3Φ
b
Φ
L
(u)Φ
s
‑
(d1d2+d1d3)Φ
b
Φ
L
(u)
‑
d1d3Φ
b
Φ
s
‑
d2d3Φ
b
Φ
s
‑
d2d3Φ
L
(u)Φ
s
+(d1+d2+d3)Φ
b
+(d2+d3)Φ
L
(u)+d3Φ
s
‑
1＝0式中，d1为菲涅耳波带片与液体透镜之间的距离，d2为液体透镜与固体透镜之间的距离，d3为固体透镜与近红外相机之间的距离，Φ
b
为菲涅耳波带片的光焦度，Φ
L
(u)为液体透镜的光焦度关于输入电压的映射函数，Φs为固体透镜的光焦度；根据所述第一对应关系，对u进行求解，得到广角测量模式下液体透镜的输入电压。3.根据权利要求2所述的基于折衍混合成像的结构光三维重构系统，其特征在于，通过控制液体透镜的输入电压，实现对结构光探测模式的切换，还包括：计算菲涅耳波带片的光焦度为
‑
Φ
b
时，液体透镜的输入电压与光焦度之间的第二对应关系：d1d2d3Φ
b
Φ
L
(u)Φ
s
‑
(d1d2+d1d3)Φ
b
Φ
L
(u)
‑
d1d3Φ
b
Φ
s
‑
d2d3Φ
b
Φ
s
+d2d3Φ
L
(u)...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘子豪，刘召阳，洪华杰，吕建明，王伟，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：