一种微空间结构光三维重建系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种微空间结构光三维重建系统及方法，包括投影模块、成像模块、相位解算模块，投影模块包括至少三个光源单元、与光源单元对应的光调制单元，其中至少一个光源单元的出射光路上设置有光耦合组件，光调制单元用于对光束进行梯度相位调制，光耦合组件将光调制单元调制后的光路耦合至成像模块的同轴光路；成像模块设置在与光耦合组件共光轴的路径上，用于采集被测物体表面调制的条纹图像；相位解算模块用于对成像模块输出的条纹图像求解包裹相位，并基于质量图引导的空间相位展开算法对包裹相位进行解包裹；在保证高频正弦条纹生成能力的同时，实现相位分布与光强特性的协同优化，有效调和器件小型化与光学性能之间的矛盾。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学三维测量，特别是涉及一种微空间结构光三维重建系统及方法。

技术介绍

1、在光学3d测量技术中，线扫描法依赖机械扫描装置和高精度校准，体积较大，仅适合固定式设备，如pcb板检测。飞行时间法(tof)凭借单模块集成设计(如垂直腔面发射激光器(vertical-cavity surface-emitting laser，vcsel)+单光子雪崩二极管(singlephotonavalanche diode，spad))支持远距离(100m)动态测量(120fps)，但精度局限在厘米级，适用于ar/机器人等对实时性要求高、精度需求低的场景。双目视觉法因双相机基线长度限制，体积难以压缩，且依赖环境纹理，算法复杂度高，小型化成本显著。

2、现有不少研究团队在紧凑空间立体测量系统领域取得了一定的技术突破，具备点到点、点到线等多模式测量技术，可在厘米级小空间内实现缺陷尺寸的检测，并支持立体云图建模和多段线测量，提升了复杂工况下的检测效率。例如，现有技术提供的aoralscan系列口内3d扫描仪采用多光源融合成像技术(白光/蓝光结构光)，实现口本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种微空间结构光三维重建系统，其特征在于，包括投影模块、成像模块、相位解算模块，其中，

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光调制单元包括波前调制组件，所述光耦合组件包括分光组件。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，波前调制组件包括相位调制光栅，所述分光组件包括半透半反镜，所述相位调制光栅的栅型的数学模型满足以下数学关系：

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，透过所述相位调制光栅后

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述相位调制光栅的表面

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述相位调制光栅的使用...

【技术特征摘要】

1.一种微空间结构光三维重建系统，其特征在于，包括投影模块、成像模块、相位解算模块，其中，

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光调制单元包括波前调制组件，所述光耦合组件包括分光组件。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，波前调制组件包括相位调制光栅，所述分光组件包括半透半反镜，所述相位调制光栅的栅型的数学模型满足以下数学关系：

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，透过所述相位调制光栅后

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述相位调制光栅的表面

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述相位调制光栅的使用条件设置为光强衰减率λ的取值范围为0.8-1.2，d:d0的取值范围为98:1至102:1。

7.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李星辉，王晓浩，省艺博，马瑞，朱尧晖，聂千皓，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：