[發(fā)明專利]基于關(guān)聯(lián)成像的三維信息獲取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210085368.3
• 申請(qǐng)日: 2012-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102621546A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉旭;李海峰;張碩;王杰;王金成;李東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01S13/89
• 分類(lèi)號(hào): G01S13/89
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于關(guān)聯(lián)成像的三維信息獲取方法，包括利用光源發(fā)出探測(cè)光，探測(cè)光經(jīng)過(guò)空間光調(diào)制器處理后投射至目標(biāo)物體，檢測(cè)來(lái)自目標(biāo)物體的反射光，根據(jù)該反射光確定目標(biāo)物體的三維信息，其特征在于，具體包括如下步驟：

(1)設(shè)定隨機(jī)圖像的總像素?cái)?shù)N，設(shè)定兩個(gè)光強(qiáng)信號(hào)的調(diào)制函數(shù)f(x)和f′(x)；

(2)設(shè)定目標(biāo)物體的檢測(cè)次數(shù)M，并生成一個(gè)M×N維的觀測(cè)矩陣，利用該觀測(cè)矩陣生成M幅隨機(jī)圖像；

(3)空間光調(diào)制器依次向光源發(fā)出的探測(cè)光中加載M幅隨機(jī)圖像中的一幅，得到帶有隨機(jī)圖像信息的探測(cè)光，而后投射至目標(biāo)物體；

(4)檢測(cè)來(lái)自目標(biāo)物體的反射光的光強(qiáng)，每次檢測(cè)時(shí)間為T(mén)，在檢測(cè)時(shí)間T內(nèi)得到信號(hào)列s₁，其中，第j個(gè)數(shù)據(jù)可以記為s_1，j，其中1表示第一副隨機(jī)圖像，j為信號(hào)列內(nèi)各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的序號(hào)；

(5)在信號(hào)列數(shù)據(jù)s_1，j中取有效范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，所述的有效范圍為：j1≤j≤j2，對(duì)所得到的有效范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)制，得到調(diào)制后的信號(hào)列；

調(diào)制時(shí)設(shè)Y′(1)＝0，Y″(1)＝0，當(dāng)j＝j(luò)1的時(shí)候開(kāi)始，進(jìn)行Y′(1)＝Y(jié)′(1)+f(d_j)×s_1，j，Y″(1)＝Y(jié)″(1)+f′(d_j)×s_1，j運(yùn)算，直到j(luò)＝j(luò)2為止；

d_j＝c(Δt·j+Δt′)，j1≤j≤j2；

Δt為探測(cè)器每次采集信號(hào)的間隔時(shí)間；

Δt′為探測(cè)器的延遲時(shí)間；

c為光速；

j為信號(hào)列內(nèi)各個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的序號(hào)；

j1和j2為有效范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)序號(hào)閾值；

f和f′為步驟(1)所述的調(diào)制函數(shù)；

(6)循環(huán)步驟(3)～步驟(5)直至M幅隨機(jī)圖像都發(fā)送完畢，對(duì)于第i副隨機(jī)圖像，對(duì)應(yīng)得到信號(hào)列s_i，其中，第j個(gè)數(shù)據(jù)可以記為s_i，j，i為隨機(jī)圖像的序號(hào)；并進(jìn)行Y′(i)＝Y(jié)′(i)+f(d_j)×s_i，j，Y″(i)＝Y(jié)″(i)+f′(d_j)×s_i，j的調(diào)制，完成M次檢測(cè)，對(duì)應(yīng)的得到M個(gè)調(diào)制后的信號(hào)列且表示為Y′和Y″：

Y′=s1,j1·f(dj1)+s1,j1+1·f(dj1+1)+...+s1,j2·f(dj2)s2,j1·f(dj1)+s2,j1+1·f(dj1+1)+...+s2,j2·f(dj2)···sM,j1·f(dj1)+sM,j1+1·f(dj1+1)+...+sM,j2·f(dj2);]]>

Y′′=s1,j1·f′(dj1)+s1,j1+1·f′(dj1+1)+...+s1,j2·f′(dj2)s2,j1·f′(dj1)+s2,j1+1·f′(dj1+1)+...+s2,j2·f′(dj2)···sM,j1·f′(dj1)+sM,j1+1·f′(dj1+1)+...+sM,j2·f′(dj2);]]>

(7)對(duì)調(diào)制后的數(shù)據(jù)列Y′進(jìn)行關(guān)聯(lián)成像或者壓縮感知的計(jì)算，得到包含有目標(biāo)物體紋理信息和距離信息的數(shù)據(jù)列X′；

對(duì)調(diào)制后的數(shù)據(jù)列Y″進(jìn)行關(guān)聯(lián)成像或者壓縮感知的計(jì)算，得到同時(shí)包含有目標(biāo)物體紋理信息和距離信息的數(shù)據(jù)列X″；

由于調(diào)制函數(shù)f(x)和f′(x)已知，將X′和X″中的對(duì)應(yīng)元進(jìn)行運(yùn)算，可求出紋理信息和距離信息，即為所述的三維信息。