【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机视觉相关，尤其涉及一种双投影结构光相机的系统及重建方法。
技术介绍
1、工业机器人是我国工业发展的重要支撑，在制造和物流等领域的应用非常广泛，而结构光3d相机作为工业机器人的“眼睛”，它是影响工业机器人领域应用和性能的关键因素。结构光相机的测量精度对3d工业建模，缺陷检测等领域影响至关重要。但是目前的1c1p(1个相机(camera)，1个投影仪(projector))模式的结构光相机，存在着遮挡区域看不见，点云精度低，过曝区域会出现无效值的问题。目前的投影系统设计一般采用“一字型”结构，即两个投影仪，一个相机三个光学装置的光心尽量共线，这种无法满足不同场景的需求，如针对芯片上下左右管脚的测试，会发左右均存在无法避免的遮挡。
2、目前的双投影结构光为了降低采集时间，大多采用两种方案。
3、一种是使用彩色通道的相机，一个投影仪投射蓝光，一个投射绿光，例如公开号为cn111998798a，名称为“基于彩色相机的双投影结构光形貌法叠加光栅的分离方法”的对比文件1。这样增加了硬件成本，同时，针对不同的表面物体，对不同光谱特性不一致，导致点云存在统一性差问题。
4、另一种是设计条纹，直接同时投射，例如公开号为cn111102939a，名称为“双投影结构光视觉三维测量中叠加相移光栅的分离方法”的对比文件2。由于相机的饱和效应，导致单个投影的投射光强要小于127，这就导致信噪比低的缺陷。
5、此外，目前的双投影系统无法灵活的调节投影仪的互相之间的角度，因此无法满足多场景的需求
6、综上所述，现有技术的缺点在于：
7、1、原始投影的条纹图较多；
8、2、同时投影，信噪比低，对过曝区域完全失效，无法分离；
9、3、彩色投影，成本高；
10、4、目前的双投影系统无法灵活的调节投影仪的互相之间的角度，因此无法满足多场景的需求。
11、有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种双投影结构光相机的系统及重建方法，使其更具有产业上的利用价值。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种双投影结构光相机的系统及重建方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术目的之一，
4、一种双投影结构光相机的系统，包括双投影系统，双投影系统包括第一投影仪、相机、第二投影仪、光机投影控制器和pc，光机投影控制器分别与第一投影仪和第二投影仪相连接，第一投影仪和第二投影仪均与相机相连接，相机与pc相连接，pc与光机投影控制器相连接。
5、作为本专利技术的进一步改进，包括双投影系统，双投影系统包括第一投影仪、相机、第二投影仪、光机投影控制器和pc，光机投影控制器分别与第一投影仪和第二投影仪相连接，第一投影仪和第二投影仪均与相机相连接，相机与pc相连接，pc与光机投影控制器相连接。
6、作为本专利技术的进一步改进，第一投影仪和第二投影仪可相对于相机沿着圆周方向进行移动。
7、本专利技术目的之二，
8、一种双投影结构光相机的重建方法，依次包括以下步骤：
9、步骤s1、标定步骤，依次包括以下步骤：
10、步骤s11、重新烧录光机，使之投影相移图片；
11、步骤s12、在系统的接近0平面位置放入标定板；
12、步骤s13、拍摄标定图以及一张白图；
13、步骤s14、进行光束平差法联合标定，获取投影仪相机之间的rt；
14、步骤s15、生成标定lut；
15、步骤s2、点云重建步骤，依次包括以下步骤：
16、步骤s21、第一投影仪投影竖直条纹以及水平条纹；
17、步骤s22、第二投影仪投影竖直条纹以及水平条纹；
18、步骤s23、两两进行三角化，得到三幅点云；
19、步骤s24、根据左右白图进行点云拼接。
20、作为本专利技术的进一步改进，步骤s11中投影图片采用16步相移法，投影图包含16幅数值相移图、8张数值格雷码图、16幅水平相移图和8幅水平格雷码图。
21、作为本专利技术的进一步改进，步骤s14中联合标定步骤依次包括：
22、步骤s141、根据白图进行图案特征中心点的坐标提取，记录为(uc，vc)序列；
23、步骤s142、分辨根据第一投影仪和第二投影仪的投影图案进行传统的n步相移法进行相位提取，同时根据特种点序列坐标(uc，vc)找到投影仪的坐标(up1，vp1)序列、(up2，vp2)序列；
24、步骤s143、根据图案特征中心点坐标(x，y，z)序列，建立损失函数方程，损失函数使用传统的重投影误差；
25、步骤s144、将所有的点放置一起进行所有损失函数的光束平差法迭代，即可获取外参。
26、作为本专利技术的进一步改进，
27、步骤s21依次包括：
28、步骤s211、投影条纹采用4步相移法，投射4幅相移图和2幅周期更大的相移图，4步相移可获取包裹相位wp1，同时可获取背景强度a以及条纹幅度b，2步相移可获取包裹相位wp2，其中，
29、
30、
31、a＝(i1+i2+i3+i4)/4*2
32、其中，i1、i2、i3、i4分别表示4步相移法中相机采集的相移图；
33、步骤s212、根据包裹相位wp1、wp2可获取双频外插相位wp3，
34、
35、此时双频外插相位仍然没有完全解包裹，还存在一定周期性，此时根据0平面的参考相位可解包裹，由于有限景深，可知：
36、ref+t＞wp3+kt＞ref-t
37、其中，t表示wp3的周期，ref表示已知的参考相位，k表示需要额外的解包裹级次，通过上面公式可以唯一确定k，从而解出解包裹相位p；
38、p＝wp3+kt
39、步骤s213、根据步骤s212，求取第一投影仪的解包裹相位，获取每个像素位置的(up1，vp1)。
40、作为本专利技术的进一步改进，
41、步骤s22依次包括：
42、步骤s221、投影条纹采用4步相移法，投射4幅相移图和2幅周期更大的相移图，4步相移可获取包裹相位wp1，同时可获取背景强度a以及条纹幅度b，2步相移可获取包裹相位wp2，其中，
43、
44、
45、a＝(i1+i2+i3+i4)/4*2
46、其中，i1、i2、i3、i4分别表示4步相移法中相机采集的相移图；
47、步骤s222、根据包裹相位wp1、wp2可获取双频外插相位wp3，
48、
49、此时双频外插相位仍然没有完全解包裹，还存在一定周期性，此时根据0平面的参考相位可解包裹，由于有限景深，可本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.如权利要求1所述的一种双投影结构光相机的系统，其特征在于，包括双投影系统，所述双投影系统包括第一投影仪(1)、相机(2)、第二投影仪(3)、光机投影控制器(4)和PC(5)，所述光机投影控制器(4)分别与第一投影仪(1)和第二投影仪(3)相连接，所述第一投影仪(1)和第二投影仪(3)均与相机(2)相连接，所述相机(2)与PC(5)相连接，所述PC(5)与光机投影控制器(4)相连接。
2.如权利要求1所述的一种双投影结构光相机的系统，其特征在于，所述第一投影仪(1)和第二投影仪(3)可相对于相机(2)进行移动。
3.如权利要求2所述的一种双投影结构光相机的系统，其特征在于，所述第一投影仪(1)和第二投影仪(3)可相对于相机(2)沿着圆周方向进行移动。
4.如权利要求1所述的一种双投影结构光相机的重建方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的一种双投影结构光相机的重建方法，其特征在于，所述步骤S11中投影图片采用16步相移法，投影图包含16幅数值相移图、8张数值格雷码图、16幅水平相移图和8幅水平格雷码图。
...【技术特征摘要】
1.如权利要求1所述的一种双投影结构光相机的系统，其特征在于，包括双投影系统，所述双投影系统包括第一投影仪(1)、相机(2)、第二投影仪(3)、光机投影控制器(4)和pc(5)，所述光机投影控制器(4)分别与第一投影仪(1)和第二投影仪(3)相连接，所述第一投影仪(1)和第二投影仪(3)均与相机(2)相连接，所述相机(2)与pc(5)相连接，所述pc(5)与光机投影控制器(4)相连接。
2.如权利要求1所述的一种双投影结构光相机的系统，其特征在于，所述第一投影仪(1)和第二投影仪(3)可相对于相机(2)进行移动。
3.如权利要求2所述的一种双投影结构光相机的系统，其特征在于，所述第一投影仪(1)和第二投影仪(3)可相对于相机(2)沿着圆周方向进行移动。
4.如权利要求1所述的一种双投影结构光相机的重建方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：周坤，张振伟，周剑，
申请(专利权)人：苏州深浅优视智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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