CN114459381B - 一种编码结构光投影方法及其系统 - Google Patents

一种编码结构光投影方法及其系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114459381B
CN114459381B CN202210156189.8A CN202210156189A CN114459381B CN 114459381 B CN114459381 B CN 114459381B CN 202210156189 A CN202210156189 A CN 202210156189A CN 114459381 B CN114459381 B CN 114459381B
Authority
CN
China
Prior art keywords
dimensional mems
pulse signal
light projection
structured light
mems galvanometer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210156189.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114459381A (zh
Inventor
李星辉
薛高鹏
陶一豪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen International Graduate School of Tsinghua University
Original Assignee
Shenzhen International Graduate School of Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen International Graduate School of Tsinghua University filed Critical Shenzhen International Graduate School of Tsinghua University
Priority to CN202210156189.8A priority Critical patent/CN114459381B/zh
Publication of CN114459381A publication Critical patent/CN114459381A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114459381B publication Critical patent/CN114459381B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/254—Projection of a pattern, viewing through a pattern, e.g. moiré

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种编码结构光投影系统及其方法，属于光投影系统技术领域。所述方法包括实时获取一维MEMS振镜输出的周期脉冲信号以及角度标志脉冲信号，根据角度标志脉冲信号相对于周期脉冲信号的脉冲数目解算当前一维MEMS振镜运动位置，根据当前一维MEMS振镜运动位置将结构光投影图案调制所需要的调制模拟电压与脉冲数目的关系转化成调制模拟电压与时间的关系对线激光器进行调制，将所调制的线激光器的线激光照射在一维MEMS振镜上，由一维MEMS振镜反射到所测物体表面得到动态结构光投影。

Description

一种编码结构光投影方法及其系统
技术领域
本发明涉及光投影系统技术领域，具体为一种编码结构光投影方法及其系统。
背景技术
随着汽车制造、航空航天、消费电子等行业的快速发展，传统的测量内容与方法已很难满足现代工业生产的高精度、高效率要求，三维视觉测量技术成为获取产品三维信息的有效途径。基于结构光的主动式三维视觉测量技术精度高、速度快，技术日益成熟，在人工智能、医疗器械、工业制造、考古复原等方面得到了广泛的应用。
其中，基于时间编码动态结构光三维测量，是由结构光投影仪向被测物体投射多组明暗相间的光栅图像(随时间可调制)，摄像机同时拍摄经被测物体表面调制而变形的多组光栅图像，通过一定算法计算出被测物体表面的三维数据。当前，产生上述光栅编码结构光的主流投影方式是基于美国德州仪器所开发的数字光处理模块(DLP：Digital LightProcessing)，其芯片是一种高反射铝数字微镜阵列(DMD：Digital Micromirror Device)。DMD微镜具有微秒级的快速切换性能以及每秒超过1000个图案的8位相移速率，从而能够达到高速数据采集率，以实现在线测量实时三维测量。然而，基于DLP的投影系统存在无法实现高质量的投射的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现高质量投射的编码结构光投影方法及其系统。
本发明提供了一种编码结构光投影方法，包括以下步骤：
S1、实时获取一维MEMS振镜输出的周期脉冲信号以及角度标志脉冲信号；
S2、根据角度标志脉冲信号相对于周期脉冲信号的脉冲数目解算当前一维MEMS振镜运动位置；
S3、根据当前一维MEMS振镜运动位置将结构光投影图案调制所需要的调制模拟电压与脉冲数目的关系转化成调制模拟电压与时间的关系对线激光器进行调制；
S4、将所调制的线激光器的线激光照射在一维MEMS振镜上，由一维MEMS振镜反射到所测物体表面得到动态结构光投影。
优选地，所述步骤S1包括以下步骤：
S1-1、对一维MEMS振镜转动的角度，设定角度值，并对该设定的角度值对应的脉冲信息进行角度的标记，作为角度标志脉冲信号；
S1-2、实时获取一维MEMS振镜输出的周期脉冲信号以及角度标志脉冲信号。
优选地，所述步骤S1-2包括以下步骤：
S1-2-1、检测输入输出端口的边沿信号；
S1-2-2、根据边沿信号的跳变信息，将当前定时器的值存放到比较寄存器里，并根据对应通道实时获取一维MEMS振镜输出的周期脉冲信号以及角度标志脉冲信号。
优选地，所述步骤S3包括以下步骤：
S3-1、根据当前一维MEMS振镜运动位置将结构光投影图案调制所需要的调制模拟电压与脉冲数目的关系转化成调制模拟电压与时间的关系；
S3-2、对转化后的调制模拟电压与时间的关系分周期设置延迟时间间隔对线激光器进行调制。
本发明还提供了一种编码结构光投影系统，包括一维MEMS振镜、控制器、线激光器，所述一维MEMS振镜实时向所述控制器输出的周期脉冲信号以及角度标志脉冲信号，所述控制器根据角度标志脉冲信号相对于周期脉冲信号的脉冲数目解算当前一维MEMS振镜运动位置，根据当前一维MEMS振镜运动位置将结构光投影图案调制所需要的调制模拟电压与脉冲数目的关系转化成调制模拟电压与时间的关系对线激光器进行调制，并将所调制的线激光器的线激光照射在一维MEMS振镜上，由一维MEMS振镜反射到所测物体表面得到动态结构光投影。
优选地，所述角度标志脉冲信号为通过将一维MEMS振镜每转动一个设定的角度，对应输出一个脉冲作为角度标志脉冲信号。
优选地，所述一维MEMS振镜包括两引脚，一引脚实时输出周期脉冲信号，另一引脚实时输出角度标志脉冲信号。
优选地，所述控制器包括输入输出端口、定时器、比较器，控制器通过输入输出端口检测到的边沿信号，根据边沿信号的跳变信息，将当前定时器的值存放到比较寄存器里，并根据对应通道捕获周期脉冲信号以及角度标志脉冲信号。
优选地，所述控制器包括数模转换器，数模转换器根据当前一维MEMS振镜运动位置将结构光投影图案调制所需要的调制模拟电压与脉冲数目的关系转化成调制模拟电压与时间的关系对线激光器进行调制。
优选地，所述数模转换器根据当前一维MEMS振镜运动位置将结构光投影图案调制所需要的调制模拟电压与脉冲数目的关系转化成调制模拟电压与时间的关系，并分周期设置延迟时间间隔进行对线激光器进行调制。
本发明通过实时捕获一维MEMS振镜实时向所述控制器输出的周期脉冲信号以及角度标志脉冲信号，并根据角度标志脉冲信号相对于周期脉冲信号的脉冲数目解算当前一维MEMS振镜运动位置，其并根据当前一维MEMS振镜运动位置将结构光投影图案调制所需要的调制模拟电压与脉冲数目的关系转化成调制模拟电压与时间的关系对线激光器进行调制，可实现高质量投射的效果，并且对MEMS振镜的角度标志脉冲信号输出的捕获和对线激光器能量输出的可以实时控制，有效地提高了光投影的质量。
在进一步的优化方案中，通过分周期设置延迟时间间隔进行对线激光器进行调制，在输出频率保持一定的前提下,由分周期设置延迟时间间隔拟合了产生正弦条纹所需的激光器输入模拟电压点数,可进一步可以实现频率可调、功率可调的高质量结构光条纹的投影。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种编码结构光投影系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种编码结构光投影方法流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一维MEMS振镜在谐振运动模态下扫描角度在单周期内的变化规律示意图；
图4本发明实施例提供的一维MEMS振镜谐振运动的单幅正弦条纹结构光投影示意图；
图5本发明实施例提供的分周期设置延迟时间间隔以提升投射条纹正弦性的示意图；
图6本发明编码结构光投影系统应用在物体表面三维轮廓测量的标定原理图；
图7为物体表面三维轮廓测量重建的效果图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1是根据本发明实施例提供的一种编码结构光投影系统的结构示意图，包括一维MEMS(Microelectromechanical Systems)振镜、控制器、线激光器，所述一维MEMS振镜实时向所述控制器输出的周期脉冲信号以及角度标志脉冲信号，所述控制器根据角度标志脉冲信号相对于周期脉冲信号的脉冲数目解算当前一维MEMS振镜运动位置，根据当前一维MEMS振镜运动位置将结构光投影图案调制所需要的调制模拟电压与脉冲数目的关系转化成调制模拟电压与时间的关系对线激光器进行调制，并将所调制的线激光器的线激光照射在一维MEMS振镜上，由一维MEMS振镜反射到所测物体表面得到动态结构光投影。
其中，角度标志脉冲信号为通过将一维MEMS振镜每转动一个设定的角度，对应输出一个脉冲作为角度标志脉冲信号。一维MEMS振镜包括两引脚，一引脚实时输出周期脉冲信号，另一引脚实时输出角度标志脉冲信号。控制器包括输入输出端口、定时器、比较器、数模转换器，控制器可以为STM32单片机或者是FPGA(现场可编程逻辑门阵列FieldProgrammable Gate Array)，控制器通过输入输出端口检测到的边沿信号，根据边沿信号的跳变信息，将当前定时器的值存放到比较寄存器里，并根据对应通道捕获周期脉冲信号以及角度标志脉冲信号。数模转换器根据当前一维MEMS振镜运动位置将结构光投影图案调制所需要的调制模拟电压与脉冲数目的关系转化成调制模拟电压与时间的关系对线激光器进行调制。进一步地数模转换器根据当前一维MEMS振镜运动位置将结构光投影图案调制所需要的调制模拟电压与脉冲数目的关系转化成调制模拟电压与时间的关系，并分周期设置延迟时间间隔进行对线激光器进行调制。
图2是根据本发明实施例提供的一种编码结构光投影方法流程示意图，包括步骤：S1、实时获取一维MEMS振镜输出的周期脉冲信号以及角度标志脉冲信号；S2、根据角度标志脉冲信号相对于周期脉冲信号的脉冲数目解算当前一维MEMS振镜运动位置；S3、根据当前一维MEMS振镜运动位置将结构光投影图案调制所需要的调制模拟电压与脉冲数目的关系转化成调制模拟电压与时间的关系对线激光器进行调制；S4、将所调制的线激光器的线激光照射在一维MEMS振镜上，由一维MEMS振镜反射到所测物体表面得到动态结构光投影。步骤S1包括步骤：S1-1、对一维MEMS振镜转动的角度，设定角度值，并对该设定的角度值对应的脉冲信息进行角度的标记，作为角度标志脉冲信号；S1-2、实时获取一维MEMS振镜输出的周期脉冲信号以及角度标志脉冲信号。步骤S1-2包括步骤：S1-2-1、检测输入输出端口的边沿信号；S1-2-2、根据边沿信号的跳变信息，将当前定时器的值存放到比较寄存器里，并根据对应通道实时获取一维MEMS振镜输出的周期脉冲信号以及角度标志脉冲信号。步骤S3包括步骤：S3-1、根据当前一维MEMS振镜运动位置将结构光投影图案调制所需要的调制模拟电压与脉冲数目的关系转化成调制模拟电压与时间的关系；S3-2、对转化后的调制模拟电压与时间的关系分周期设置延迟时间间隔对线激光器进行调制。
其中，线激光器在模拟调制下的调制频率远高于一维MEMS振镜的谐振频率。基于一维MEMS微振镜的扫描模组，不同于传统的机械式振镜，一维MEMS振镜是一个谐振式器件，工作稳定可靠，但无法实现固定角度的静态扫描。因此，需要工作在闭环控制系统环境下，实时输出一维MEMS振镜扭转角度相关的脉冲信号，进一步根据脉冲信号实时获取MEMS振镜的扭转角度。一维MEMS振镜在一个谐振周期内扫描镜扫描角度的变化规律，如图3所示，其单周期内扫描角度呈正弦分布，可以分为四部分，即0至1/4周期、1/4至2/4周期、2/4至3/4周期、3/4至4/4周期，分别代表一维MEMS振镜的扭转角度从零度运动到正向最大值、从正向最大值运动到零度、从零度运动到负向最大值、从负向最大值运动到零度。其中，一维MEMS振镜的最大机械扫描角，即从正向最大值到负向最大值，代表了所投射光栅条纹的最大视场角。对一维MEMS振镜转动的角度，设定角度值，并对该设定的角度值对应的脉冲信息进行角度的标记，其中一维MEMS振镜每转动一个设定的角度值(α0)，对应输出一个脉冲信号，因此，输出的脉冲数与一维MEMS振镜的转动角度具有正比例关系。
为了实现高效投射编码条纹图案，保证正弦编码条纹在整个投影面的连续性，本实施例采用一维MEMS振镜谐振运动的第2个与第3个1/4周期，即1/4至3/4周期期间。具体投影系统方案如图4所示，h为一维MEMS振镜的反射镜光轴到所投射结构光条纹平面的垂直距离，ω1为一维MEMS振镜共振运动的谐振频率，b为投影图案的长度，以投影图案的端点为位移原点。基于线激光投影的三角几何关系，在投影平面内的横坐标位移与计数脉冲数的关系式变为：
当0≤n≤A/α0时：
当A/α0≤n≤2A/α0时：
式中，A为一维MEMS振镜谐振运动的角度振幅，n为一维MEMS振镜角度标志脉冲信号的数目，α0为一维MEMS振镜设置的单位角度标志脉冲信号所对应的转动角度，即一维MEMS振镜可以反馈输出的最小角度。
基于投影面内结构光编码条纹能量p与线激光位移x具有正弦函数关系，其公式表达如下：
p＝Psin(ω2x)， (1.2)
上述公式中，P为线激光器输出的额定能量，正弦函数的频率ω2为在一维MEMS振镜单个谐振周期内所投射的正弦函数条纹的频率，其公式可以表示为：
其中，Δx为每一个周期的宽度。
最终，对应线激光器输入电压与计数脉冲数的关系为：
u＝kP sin{ω2[h tan A-h tan(2A-α0n)]}+b (1.4)
式中，k,b为线激光器输入模拟电压与输出功率所具有线性关系的斜率和截距，利用线激光器输入输出响应实验数据即可获得该参数的具体值大小。
在获得一维MEMS振镜运动规律之后，可以按照一维MEMS振镜运动时间来确定其运动角度，便可以获得结构光条纹所需要的模拟电压与一维MEMS振镜运动时间的对应关系。根据一维MEMS振镜运动规律可知，一维MEMS振镜的转动角度随时间成正弦规律变化。可以得到激光器输出能量与一维MEMS振镜运动时间的关系为：
u＝kP sin{ω2[h tan(sin(ω1t))]}+b (1.5)
式中，k,b为线激光器输入模拟电压与输出功率的线性关系的斜率和截距，h为线激光器到结构光光平面的距离，ω1为一维MEMS振镜的转动角度随时间成正弦规律变化的频率，ω2为条纹能量跟随线激光位移成正弦关系的频率。
在实际应用中，由于激光器只能在一定频率下进行模拟调制，同时STM32单片机DAC输出频率也有一定限制，上式(1.5)中单位时间间隔t可以取得的最小值受到很大限制，严重影响所产生条纹的正弦性。为了提升所投射正弦条纹的，本实施例对转化后的调制模拟电压与时间的关系分周期设置延迟时间间隔对线激光器进行调制，即分多周期插值的方法，在激光器调制频率以及STM32单片机DAC输出频率保持一定的前提下，通过拟合产生正弦条纹所需的激光器输入模拟电压的点数，进而提高所投影正弦结构光条纹的正弦性。分周期设置延迟时间间隔以提升投射条纹正弦性，假设上式(1.5)中t的时间间隔为0.002秒，正弦条纹周期为0.1秒，其分周期设置延迟时间间隔具体如下：
1.在一维MEMS振镜谐振运动的第一个周期，以时间间隔0.002秒按照以下函数关系输出调制模拟电压给激光器：
u1＝kP sin{ω2[h tan(sin(ω1t1))]}+b (1.6)
2.在一维MEMS振镜谐振运动的第二个周期，提供一个0.001秒的时间延迟，从0.001到0.099秒内以时间间隔0.002秒按照以下函数关系输出调制模拟电压给激光器：
u2＝kP sin{ω2[h tan(sin(ω1t2))]}+b (1.7)
3.同理，可以同样的原理产生三周期、四周期等等多周期设置延迟时间间隔。
基于分周期设置延迟时间间隔以提升投射条纹正弦性的示意图如图5所示，第一点为一维MEMS振镜运动单周期的激光器控制，第二点为一维MEMS振镜运动双周期的激光器控制，以此进行交替第三点为一维MEMS振镜运动单周期的激光器控制，第四点为一维MEMS振镜运动双周期的激光器控制。
上述方法可应用物体表面三维轮廓的测量，通过上述编码结构光投影方法完成编码结构光投影后，在物体表面形成被调制的光条纹；把工业相机与结构光平面摆放成一定角度，拍摄被调制的光条纹图像，进行相位求解；通过相机标定求解系统内外参数，获取被测物体的三维点云数据，实现物体表面三维轮廓测量。
其中，相位求解过程就是利用一维MEMS振镜投射相位编码结构光，利用相机采集被所测物体所调制的图像并进行解码，计算出各个点的相位值。该物体表面三维轮廓的测量可以利用多步相移法和多频外差法进行相位求解。以四步相移和双频外差为例，投射四副初始相位不同的结构光，通过这四幅图可以解算得到每一处的相位值。但是，所解出的相位值是相对的，不具有唯一性，需要进一步利用双频外差法进行包裹相位展开。双频外差是指利用两个不同频率(周期)正弦光栅图像的相位值进行作差，将小周期的相位主值转变为大周期的相位差，并使相位差信号覆盖整个测量视场，再根据相位差与绝对相位之间的关系求得光栅图像的绝对相位分布。
在结构光三维测量系统中，为了确定光源、物点和相机的三维空间关系，需要进行测量系统的标定，在三维空间中去确定相位与高度之间的关系，在相机坐标系中得到物点的相位、像点与物点三维坐标之间的映射关系。在标定模型中，用旋转矩阵R、平移矩阵T描述世界坐标系和相机坐标系的位置关系。
如图6所示，O-XYZ代表世界坐标系，Oc-XcYcZc代表相机坐标系，P’为物点P在OXY平面的投影，P”为P’在X轴上的投影，D为POp与OXY平面的交点，D”为D在X轴上的投影，最终得到物点的相位与相机坐标系的关系：
联立以上公式(1.8)(1.9)，并且将除开相位与相机坐标的其他参数用新的参数替代得：
利用棋盘格标定板可以得到空间内多处点的相位与相机坐标，便可以求解出上式系数，便可以将得到相位与三维坐标之间的关系。
剩下步骤为相机坐标系到像平面坐标系转换、像平面坐标系到相机像素坐标系之间的转换。其中，假设每一个像素在x、y方向上的物理尺寸为dx、dy，f为相机焦距，平移向量t和旋转向量R表示世界坐标系到相机坐标系的转换向量，Zc是物点在相机坐标系中的光轴方向坐标。
通过以上的成像过程建模分析，可以获得世界坐标系的物点到相机和投影仪的映射关系，根据结构光三维成像模型生成的点云数据，进行降噪滤波、分割、特征提取和匹配等算法处理，完成对被测物体进行三维重建，重建效果图如图7所示。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种编码结构光投影方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、实时获取一维MEMS振镜输出的周期脉冲信号以及角度标志脉冲信号；
S2、根据角度标志脉冲信号相对于周期脉冲信号的脉冲数目解算当前一维MEMS振镜运动位置；
S3、根据当前一维MEMS振镜运动位置将结构光投影图案调制所需要的调制模拟电压与脉冲数目的关系转化成调制模拟电压与时间的关系对线激光器进行调制；
S4、将所调制的线激光器的线激光照射在一维MEMS振镜上，由一维MEMS振镜反射到所测物体表面得到动态结构光投影；
所述步骤S3包括以下步骤：
S3-1、根据当前一维MEMS振镜运动位置将结构光投影图案调制所需要的调制模拟电压与脉冲数目的关系转化成调制模拟电压与时间的关系；
S3-2、对转化后的调制模拟电压与时间的关系分周期设置延迟时间间隔对线激光器进行调制；
通过分周期设置延迟时间间隔进行对线激光器进行调制，在输出频率保持一定的前提下,由分周期设置延迟时间间隔拟合了产生正弦条纹所需的激光器输入模拟电压点数,可进一步可以实现频率可调、功率可调的高质量结构光条纹的投影。
2.根据权利要求1所述的一种编码结构光投影方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：
S1-1、对一维MEMS振镜转动的角度，设定角度值，并对该设定的角度值对应的脉冲信息进行角度的标记，作为角度标志脉冲信号；
S1-2、实时获取一维MEMS振镜输出的周期脉冲信号以及角度标志脉冲信号。
3.根据权利要求2所述的一种编码结构光投影方法，其特征在于，所述步骤S1-2包括以下步骤：
S1-2-1、检测输入输出端口的边沿信号；
S1-2-2、根据边沿信号的跳变信息，将当前定时器的值存放到比较寄存器里，并根据对应通道实时获取一维MEMS振镜输出的周期脉冲信号以及角度标志脉冲信号。
4.一种编码结构光投影系统，其特征在于，包括一维MEMS振镜、控制器、线激光器，所述一维MEMS振镜实时向所述控制器输出的周期脉冲信号以及角度标志脉冲信号，所述控制器根据角度标志脉冲信号相对于周期脉冲信号的脉冲数目解算当前一维MEMS振镜运动位置，根据当前一维MEMS振镜运动位置将结构光投影图案调制所需要的调制模拟电压与脉冲数目的关系转化成调制模拟电压与时间的关系对线激光器进行调制，并将所调制的线激光器的线激光照射在一维MEMS振镜上，由一维MEMS振镜反射到所测物体表面得到动态结构光投影。
5.根据权利要求4所述的一种编码结构光投影系统，其特征在于，所述角度标志脉冲信号为通过将一维MEMS振镜每转动一个设定的角度，对应输出一个脉冲作为角度标志脉冲信号。
6.根据权利要求4所述的一种编码结构光投影系统，其特征在于，所述一维MEMS振镜包括两引脚，一引脚实时输出周期脉冲信号，另一引脚实时输出角度标志脉冲信号。
7.根据权利要求4所述的一种编码结构光投影系统，其特征在于，所述控制器包括输入输出端口、定时器、比较器，控制器通过输入输出端口检测到的边沿信号，根据边沿信号的跳变信息，将当前定时器的值存放到比较寄存器里，并根据对应通道捕获周期脉冲信号以及角度标志脉冲信号。
8.根据权利要求4所述的一种编码结构光投影系统，其特征在于，所述控制器包括数模转换器，数模转换器根据当前一维MEMS振镜运动位置将结构光投影图案调制所需要的调制模拟电压与脉冲数目的关系转化成调制模拟电压与时间的关系对线激光器进行调制。
9.根据权利要求8所述的一种编码结构光投影系统，其特征在于，所述数模转换器根据当前一维MEMS振镜运动位置将结构光投影图案调制所需要的调制模拟电压与脉冲数目的关系转化成调制模拟电压与时间的关系，并分周期设置延迟时间间隔进行对线激光器进行调制。
CN202210156189.8A 2022-02-21 2022-02-21 一种编码结构光投影方法及其系统 Active CN114459381B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210156189.8A CN114459381B (zh) 2022-02-21 2022-02-21 一种编码结构光投影方法及其系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210156189.8A CN114459381B (zh) 2022-02-21 2022-02-21 一种编码结构光投影方法及其系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114459381A CN114459381A (zh) 2022-05-10
CN114459381B true CN114459381B (zh) 2023-12-01

Family

ID=81415557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210156189.8A Active CN114459381B (zh) 2022-02-21 2022-02-21 一种编码结构光投影方法及其系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114459381B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117676107B (zh) * 2024-01-31 2024-05-24 武汉中观自动化科技有限公司 图像激光投影方法以及激光投影设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106052592A (zh) * 2016-06-28 2016-10-26 西安励德微系统科技有限公司 一种扫描式结构光投影系统及其控制方法
CN107131845A (zh) * 2017-05-25 2017-09-05 青岛小优智能科技有限公司 一种正弦结构光生成方法及系统
CN109143249A (zh) * 2018-09-04 2019-01-04 北京大汉正源科技有限公司 一种激光雷达发射控制方法及控制系统
CN110726383A (zh) * 2019-09-26 2020-01-24 成都市众智三维科技有限公司 一种基于mems的高精度一体化三维测量系统
CN112564700A (zh) * 2020-11-25 2021-03-26 中科融合感知智能研究院(苏州工业园区)有限公司 一种基于数字锁相环的结构光投影扫描方法及系统
CN113701662A (zh) * 2021-02-10 2021-11-26 江苏珩图智能科技有限公司 基于振镜的结构光编码条纹光栅图案生成方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106052592A (zh) * 2016-06-28 2016-10-26 西安励德微系统科技有限公司 一种扫描式结构光投影系统及其控制方法
CN107131845A (zh) * 2017-05-25 2017-09-05 青岛小优智能科技有限公司 一种正弦结构光生成方法及系统
CN109143249A (zh) * 2018-09-04 2019-01-04 北京大汉正源科技有限公司 一种激光雷达发射控制方法及控制系统
CN110726383A (zh) * 2019-09-26 2020-01-24 成都市众智三维科技有限公司 一种基于mems的高精度一体化三维测量系统
CN112564700A (zh) * 2020-11-25 2021-03-26 中科融合感知智能研究院(苏州工业园区)有限公司 一种基于数字锁相环的结构光投影扫描方法及系统
CN113701662A (zh) * 2021-02-10 2021-11-26 江苏珩图智能科技有限公司 基于振镜的结构光编码条纹光栅图案生成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FPGA enabled accurate angle-power matching method in MEMS mirrorsbased structure light projection system;Weijian Shi;《SPIE》;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114459381A (zh) 2022-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230392920A1 (en) Multiple channel locating
Wang Review of real-time three-dimensional shape measurement techniques
US10706570B2 (en) System and method to acquire the three-dimensional shape of an object using a moving patterned substrate
US11327297B2 (en) Generation method for programmable analog fringe pattern with extended depth of field
KR100839167B1 (ko) 모아레 무늬 발생기를 적용한 위상천이 영사식 3차원형상측정장치 및 그 방법
CN104457614A (zh) 基于二进制条纹离焦的条纹反射三维测量方法
CN113251952B (zh) 一种光栅平动结构光三维测量系统及三维测量方法
CN104655051A (zh) 一种高速结构光三维面形垂直测量方法
CN114459381B (zh) 一种编码结构光投影方法及其系统
KR102082476B1 (ko) 2차원 절대 위치 측정 방법 및 절대 위치 측정 장치
US7495777B2 (en) Method and apparatus for contact free measurement of periodically moving objects
CN108596008B (zh) 针对三维人脸测量的面部抖动补偿方法
CN101236066A (zh) 投影光栅的自校正方法
CN109798845A (zh) 一种基于激光光栅扫描的三维重建精度提升的方法与装置
CN113701662B (zh) 基于振镜的结构光编码条纹光栅图案生成方法
Li et al. 3D reconstruction of single-image based on deep learning and fringe projection profilometry
CN117781938A (zh) 一种基于光源步进法的双频正弦条纹投影三维测量方法及装置
CN116878382B (zh) 一种基于结构光的远距离高速形面测量方法
KR102041881B1 (ko) 3 자유도 평면 정렬 장치
Han et al. Reasearch on comparison and analysis of the projector calibration
Jia et al. Two-step triangular phase-shifting method for 3-D object-shape measurement
Jialin et al. 3D Measurement Based on Structured Light Digital Micromirror Projection System
CN110068288A (zh) 一种激光扫描复合编码条纹整场投射与采集装置
Jiang et al. Dynamic three-dimensional imaging with cubic-meter-level measurement volume using multi-scale band-limited illumination profilometry
Jia et al. Triangular phase-shifting algorithms for surface measurement

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant