【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及成像领域，特别涉及一种基于高速转镜的百万帧三维成像装置及方法。
技术介绍
1、三维成像包括激光雷达成像技术、双目视觉成像技术、全息成像技术，结构光照明三维成像技术等，在诸多三维成像技术中，结构光照明三维成像技术是一种利用结构化光源投射特殊编码的光斑到目标表面，通过相机捕捉变形的光斑图像，进而计算出目标的三维形状的技术，由于结构光照明三维成像技术具有高精度、结构简单、非接触等优点，故其已经成为了三维成像和领域的核心技术之一。
2、目前结构光照明三维成像主要采用n(n≥3)张正弦条纹图重建一张三维图的方式，这种方式获得的三维场景成像速度是正弦条纹产生速度(等于相机采集速度)的1/n，因此这严重限制了超高速的三维成像。也就是说，由于三维成像受到相机采集速度及投影条纹播放速度的限制，使得结构光照明的三维成像技术不适应于超高速(每秒百万帧)场景如飞机发动机扇叶、汽车高速碰撞、弹道追踪等三维成像场景。
技术实现思路
1、本方案提供了一种基于高速转镜的百万帧三维成像装置及方法，...
【技术保护点】
1.一种基于高速转镜的百万帧三维成像装置，其特征在于，包括：共用同一高速转镜的百万帧正弦条纹产生模块和百万帧压缩成像模块，高速运动场景位于百万帧正弦条纹产生模块和百万帧压缩成像模块之间，其中百万帧正弦条纹产生模块包括沿光路设置的激光发射单元、正弦条纹编码单元以及条纹图像成像单元，激光发射单元发出的激光聚焦在高速转动的高速转镜的反射面上产生不同角度的光，不同角度的光经由正弦条纹编码单元进行光斑扫描运动产生正弦条纹光，正弦条纹光聚焦在高速转动的高速转镜的反射面上并经过条纹图像成像单元成像得到正弦条纹投影图像；其中百万帧压缩成像模块包括运动图像成像单元、随机二值掩码编码单元...
【技术特征摘要】
1.一种基于高速转镜的百万帧三维成像装置，其特征在于，包括：共用同一高速转镜的百万帧正弦条纹产生模块和百万帧压缩成像模块，高速运动场景位于百万帧正弦条纹产生模块和百万帧压缩成像模块之间，其中百万帧正弦条纹产生模块包括沿光路设置的激光发射单元、正弦条纹编码单元以及条纹图像成像单元，激光发射单元发出的激光聚焦在高速转动的高速转镜的反射面上产生不同角度的光，不同角度的光经由正弦条纹编码单元进行光斑扫描运动产生正弦条纹光，正弦条纹光聚焦在高速转动的高速转镜的反射面上并经过条纹图像成像单元成像得到正弦条纹投影图像；其中百万帧压缩成像模块包括运动图像成像单元、随机二值掩码编码单元以及感光单元，经过正弦条纹编码的高速运动场景经过运动图像成像单元聚焦在高速转动的高速转镜的反射面上产生不同角度的光，不同角度的光经由随机二值掩码编码单元进行光斑扫描运动产生光斑，光斑聚焦在高速转动的高速转镜的反射面上并经过感光单元成像得到高速运动场景图像。
2.根据权利要求1所述的基于高速转镜的百万帧三维成像装置，其特征在于，激光发射单元包括依光路设置的激光器(1)、扩束准直器(2)以及消色差透镜(3)，激光器(1)发出的激光经过扩束准直器(2)的扩束准直后产生平行光，平行光入射消色差透镜(3)后聚焦在高速转动的高速转镜(9)的反射面上，高速转镜(9)高速转动以产生不同角度的光。
3.根据权利要求1所述的基于高速转镜的百万帧三维成像装置，其特征在于，正弦条纹编码单元包括依光路设置的第一远场透镜(4)、第一反射镜(5)、第一分光棱镜(7)以及第二远心场镜(8)，第一分光棱镜(7)的另一光路出口设置有反射式正弦条纹掩膜板(6)，其中高速转动的高速转镜(9)产生的不同角度的光经过第一远场透镜(4)后变为同光轴平行的扫描光束，扫描光束经过第一反射镜(5)和第一分光棱镜(7)后抵达反射式正弦条纹掩膜板(6)进行光斑扫描运动产生光斑，扫描运动的光斑被反射式正弦条纹掩膜板(6)编码产生变化的正弦条纹光，正弦条纹光再次经过第一分光棱镜(7)以及第二远心场镜(8)后聚焦在高速转动的高速转镜(9)的反射面上。
4.根据权利要求1所述的基于高速转镜的百万帧三维成像装置，其特征在于，条纹图像成像单元包括依光路设置的第二消色差透镜(10)、第二反射镜(11)、第三消色差透镜(13)、第二分光棱镜(13)以及第一高速相机(14)，其中高速运动场景置于第二分光棱镜(13)的另一...
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