基于ＬＥＤ阵列共透镜ＴＯＦ深度测量的三维成像方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于ＬＥＤ阵列共透镜ＴＯＦ深度测量的三维成像方法和系统，采用二维ＬＥＤ阵列作为照明光源，每次仅有一颗ＬＥＤ为点亮状态，ＬＥＤ发射的调制光经投影透镜投射到目标的表面，光电接收器接收目标表面的散射光，测量从光源到目标之间的往返飞行时间，并由其得出点亮状态的ＬＥＤ深度像素值，完成单个ＬＥＤ深度像素值测量；再时分扫描整个二维ＬＥＤ阵列，重复单个ＬＥＤ深度像素值的测量过程，获得全部ＬＥＤ深度像素值并组合生成目标的深度图像；同时目标表面的散射光经二维成像透镜后由二维图像传感器获得目标二维图像；投影透镜和二维成像透镜为同一透镜；以二维图像和深度图像融合生成目标三维图像。本发明专利技术深度图像获取速度快，深度测量分辨率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测距成像和三维成像
，特别涉及一 种基于LED阵列共透镜 TOF深度测量的三维成像方法和系统。
技术介绍
现有的以(XD/CM0S照相和数字图像处理为基础的二维2D成像技术已经取得了长 足的发展，并且获得了广泛的应用。然而对于三维的真实世界，使用传统二维成像技术获得 的二维图像并不足以充分表达所有信息，因此限制了它在许多领域中的应用。为了解决上 述的问题，三维成像(3D Imaging)技术应运而生。三维成像是指将客观世界的三维图像通 过某种特殊的方法记录下来，然后通过处理、压缩、传输、显示等过程并最终在人的大脑中 再现客观的真实图像。由于与通常意义上的二维成像相比，三维成像包含了第三维的距离 或深度信息，能够更加充分地描述真实三维场景中物体的位置和运动信息，因此具有许多 突出的优点，在机器视觉、实物仿形、工业检测、生物医学、反向工程、虚拟现实等领域具有 广泛的应用前景。基于光学测距的三维成像技术由于具有分辨高、无需接触等优点，逐渐成为国内 外的研究热点。目前研究的大部分光学三维成像系统都是基于三角法(Triangulation)或 飞行时间(Time-0f-F本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＬＥＤ阵列共透镜ＴＯＦ深度测量的三维成像方法，其特征在于：采用光功率调制的二维ＬＥＤ阵列作为照明光源，每次仅有所述二维ＬＥＤ阵列中的一颗ＬＥＤ为点亮状态，所述ＬＥＤ发射的调制光经投影透镜投射到目标（１）的表面，用光电接收器（６）接收所述目标（１）表面的散射光，测量从光源到目标（１）之间的往返飞行时间ＴＯＦ，依据所述往返飞行时间ＴＯＦ计算得出所述点亮状态的ＬＥＤ的深度像素值，完成单个ＬＥＤ深度像素值的测量；时分扫描整个二维ＬＥＤ阵列，重复所述单个ＬＥＤ深度像素值的测量过程，获得全部ＬＥＤ深度像素值并组合生成目标（１）的深度图像；同时，目标（１）表面的散射光经二维成像透镜后由二维ＣＣＤ／Ｃ...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王焕钦，徐军，何德勇，赵天鹏，明海，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]