【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光学，特别涉及一种使用光学衍射结构获得结构光的方法。
技术介绍
1、传统的三维形貌测量主要使用光探头对要测量的物体的表面进行直接接触扫描，然后记录下在扫描中接触部位的空间坐标点的信息，最后再通过空间坐标点的信息便可获取物体表面三维形状数据。光学摄影三维测量方法分为投影结构光、飞行时间法、立体视觉以及数字条纹投影技术。其中，结构光三维测量技术通过向被测目标物体表面投影光源，采用三角测量原理对被测物体进行三维形貌检测，它的种类可分为点阵结构光、线型结构光和面型结构光。以结构光图像为检测基准，以点阵或条纹距离为检测尺度，测定了物体表面的三维信息。基于结构光的三维检测和其他方式比较具备检测精确度高、清晰度高、密集度大、量程大、传播速率快、实时性好、抗干扰能力强、光路结构简单等特点，适用于三维重建、移动机械导航、人脸识别、智能交通系统、缺陷检测等一系列工作，对于工业生产中产品的重建、测量、识别、检测具有重大意义，因而在三维测量领域占有非常重要的地位。
2、传统结构光的三维测量设备，一般使用dlp投影仪用于结构光投影，其主要是通过投影仪将结构光投影至被测物体上，然后通过摄像机对被测物体进行拍摄，将三维坐标和二维坐标相互转换得到被测物体表面的深度信息，从而实现三维重建。虽然dlp投影仪具有高速、高质量投影的优点，但是其体积过大，在测量过程中不易实时改变位置，也无法实现三维测量系统的微型化。所以，为了实现系统微型化、便于调整位置、能耗更少的目的，近几年在三维测量系统中也逐渐开始采用衍射光学元件生成目标结构光。
技术实现思路
1、本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种使用光学衍射结构获得结构光的方法，以解决现有技术中三维测量过程复杂的问题，获得结构小型化且易于操控的衍射结构，使三维测量的过程更加便捷。
2、为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
3、本申请实施例提供了一种使用光学衍射结构获得结构光的方法，其特征在于，包括如下步骤：
4、光源发射单位振幅的平面波；
5、所述平面波通过光栅生成点阵结构光；
6、所述点阵结构光通过傅里叶变换镜生成结构光阵列；
7、其中调整所述光栅的相位得到满足预设需求的结构光阵列。
8、可选的，所述预设需求为光能利用率大于75％以及光强不均匀性不小于10％。
9、可选的，所述光能利用率为：其中，imn为输出平面内的第(m,n)个像素点的光强；ikl为输出平面目标区域内的第(k,l)个像素点的光强。imax、imin分别为输出平面所需目标区域内各点的最大光强与最小光强。
10、可选的，所述光强不均匀性为：其中，imn为输出平面内的第(m,n)个像素点的光强；ikl为输出平面目标区域内的第(k,l)个像素点的光强。imax、imin分别为输出平面所需目标区域内各点的最大光强与最小光强。
11、可选的，所述调整光栅相位包括如下步骤：
12、设置衍射光栅的初始相位以及初始控制参数；
13、计算初始相位下，光能利用率与光强不均匀性；
14、随机相位扰动改变光栅的相位；
15、计算相位扰动后光能利用率与光强不均匀性；
16、比较所述初始相位下的光能利用率与光强不均匀性与相位扰动后光能利用率与光强不均匀性。
17、可选的，所述初始相位的光能利用率与光强不均匀性大于所述相位扰动后的光能利用率与光强不均匀，将所述扰动后的相位作为新的初始相位。
18、可选的，所述初始相位的光能利用率与光强不均匀性小于所述相位扰动后的光能利用率与光强不均匀，根据预设概率规则决定是否将所述扰动后的相位作为新的初始相位。
19、可选的，当所述新的初始相位满足结构光需求时，将所述新的初始相位作为衍射结构的相位。
20、可选的，当所述新的初始相位不满足结构光需求时，继续调整衍射结构的相位。
21、可选的，所述相位为离散化相位。
22、本申请的有益效果是：
23、一种使用光学衍射结构获得结构光的方法，其特征在于，包括如下步骤：
24、光源发射单位振幅的平面波；
25、所述平面波通过光栅生成点阵结构光；
26、所述点阵结构光通过傅里叶变换镜生成结构光阵列；
27、其中调整所述光栅的相位得到满足预设需求的结构光阵列；如此，可以获得结构小型化且易于操控的衍射结构，使三维测量的过程更加便捷。
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1.一种使用光学衍射结构获得结构光的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的获得结构光的方法，其特征在于，所述预设需求为光能利用率大于75％以及光强不均匀性不小于10％。
3.如权利要求2所述的获得结构光的方法，其特征在于，所述光能利用率为：其中，Imn为输出平面内的第(m,n)个像素点的光强；
4.如权利要求2所述的获得结构光的方法，其特征在于，所述光强不均匀性为：Imax、Imin分别为输出平面所需目标区域内各点的最大光强与最小光强。
5.如权利要求1所述的获得结构光的方法，其特征在于，所述调整光栅相位包括如下步骤：
6.如权利要求5述的获得结构光的方法，其特征在于，所述初始相位的光能利用率与光强不均匀性大于所述相位扰动后的光能利用率与光强不均匀，将所述扰动后的相位作为新的初始相位。
7.如权利要求5述的获得结构光的方法，其特征在于，所述初始相位的光能利用率与光强不均匀性小于所述相位扰动后的光能利用率与光强不均匀，根据预设概率规则决定是否将所述扰动后的相位作为新的初始相位。
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9.如权利要求6或者7所述的获得结构光的方法，其特征在于，当所述新的初始相位不满足结构光需求时，继续调整衍射结构的相位。
10.如权利要求1述的获得结构光的方法，其特征在于，所述相位为离散化相位。
...【技术特征摘要】
1.一种使用光学衍射结构获得结构光的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的获得结构光的方法，其特征在于，所述预设需求为光能利用率大于75％以及光强不均匀性不小于10％。
3.如权利要求2所述的获得结构光的方法，其特征在于，所述光能利用率为：其中，imn为输出平面内的第(m,n)个像素点的光强；
4.如权利要求2所述的获得结构光的方法，其特征在于，所述光强不均匀性为：imax、imin分别为输出平面所需目标区域内各点的最大光强与最小光强。
5.如权利要求1所述的获得结构光的方法，其特征在于，所述调整光栅相位包括如下步骤：
6.如权利要求5述的获得结构光的方法，其特征在于，所述初始相位的光能利...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷述宇，
申请(专利权)人：宁波飞芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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