[發(fā)明專利]一種基于高動(dòng)態(tài)條紋投射器的強(qiáng)反射表面三維形貌測(cè)量系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210397484.9
• 申請(qǐng)日: 2012-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN102937425A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙慧潔;梁宵月;姜宏志;刁曉淳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/25
• 分類號(hào): G01B11/25
• 代理公司: 北京慧泉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種基于高動(dòng)態(tài)條紋投射器的強(qiáng)反射表面三維形貌測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：它包括計(jì)算機(jī)、高動(dòng)態(tài)條紋投射器和圖像采集單元；該測(cè)量系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)向高動(dòng)態(tài)條紋投射器發(fā)送投射控制信息，控制其投射不同亮度、不同灰度的條紋圖像，計(jì)算機(jī)與圖像采集單元線纜相連并向圖像采集單元發(fā)送控制信息，控制圖像采集單元在不同曝光時(shí)間下進(jìn)行拍攝；高動(dòng)態(tài)條紋投射器和圖像采集單元通過同步觸發(fā)信號(hào)相連，保證投射圖像和拍攝圖像的實(shí)時(shí)同步進(jìn)行；拍攝完成后，圖像采集單元將采集的圖像信息傳給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理，通過多亮度圖像融合、解相、相展開、立體匹配獲得待測(cè)物體的三維信息；

所述的計(jì)算機(jī)，根據(jù)待測(cè)物體表面反射率、環(huán)境光光強(qiáng)先驗(yàn)信息，預(yù)先設(shè)置投射參數(shù)，投射參數(shù)包括具體的投射圖像、投射圖像的先后順序、投射圖像對(duì)應(yīng)的亮度信息，計(jì)算機(jī)將投射參數(shù)和信息通過標(biāo)準(zhǔn)USB端口寫入到高動(dòng)態(tài)條紋投射器中，等待投射；計(jì)算機(jī)與圖像采集單元線纜相連，在投射開始前，向圖像采集單元發(fā)送采集控制信息，控制圖像采集單元在不同曝光時(shí)間下進(jìn)行采集；在圖像采集完成后，圖像采集單元把采集到圖像信息傳送給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理和計(jì)算；計(jì)算機(jī)將獲得的多幅不同亮度、不同曝光時(shí)間下的條紋圖像進(jìn)行多圖像融合，獲得強(qiáng)反射表面完整的相移圖，再對(duì)相移圖進(jìn)行解相、相展開和立體匹配，最后獲得強(qiáng)反射表面完整的三維形貌信息；

所述的高動(dòng)態(tài)條紋投射器，采用數(shù)字投影技術(shù)和基于FPGA的高速DMD控制電路，能夠?qū)崿F(xiàn)最高達(dá)700Hz幀頻的高速投射；FPGA作為主控端，一方面向DMD發(fā)送圖像數(shù)據(jù)以供投影，另一方面與之相協(xié)調(diào)地控制LED光源的工作狀態(tài)，并且同時(shí)生成觸發(fā)控制信號(hào)控制相機(jī)同步拍攝；它具有輸入輸出同步觸發(fā)模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)投射器和接收外圍設(shè)備的準(zhǔn)確協(xié)同，保證接收設(shè)備對(duì)投射圖像的準(zhǔn)確采集；照明部分采用多片LED芯片，每片LED芯片的亮度和發(fā)光時(shí)間均根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)制，拓展了投射器的亮度動(dòng)態(tài)范圍；高動(dòng)態(tài)條紋投射器通過兩路完全相同的同步觸發(fā)信號(hào)接口同圖像采集單元中的兩個(gè)高速網(wǎng)口相機(jī)相連，保證高動(dòng)態(tài)條紋投射器高速投射圖像時(shí)，圖像采集單元能搞準(zhǔn)確實(shí)時(shí)同步進(jìn)行圖像的采集；

所述的圖像采集單元由兩臺(tái)具有外部同步觸發(fā)接口的高速網(wǎng)口相機(jī)組成，進(jìn)行圖像的拍攝和傳輸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高動(dòng)態(tài)條紋投射器的強(qiáng)反射表面三維形貌測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：該計(jì)算機(jī)的型號(hào)是Optiplex系列980。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高動(dòng)態(tài)條紋投射器的強(qiáng)反射表面三維形貌測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：該高速網(wǎng)口相機(jī)的型號(hào)是basler的piA640-210gm。