[發(fā)明專利]一種基于位相編碼元件的三維結(jié)構(gòu)光檢測裝置及方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110886919.5 | 申請日： | 2021-08-03 |
| 公開（公告）號： | CN113418473A | 公開（公告）日： | 2021-09-21 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 許峰;童強(qiáng);馬鎖東;陳旭 | 申請（專利權(quán)）人： | 蘇州大學(xué) |
| 主分類號： | G01B11/25 | 分類號： | G01B11/25 |
| 代理公司： | 蘇州智品專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32345 | 代理人： | 唐學(xué)青 |
| 地址： | 215104 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 位相 編碼 元件 三維 結(jié)構(gòu) 檢測 裝置 方法 | ||
1.一種基于位相編碼元件三維結(jié)構(gòu)光的檢測裝置，其特征在于，包括：
投影模塊、波前編碼成像模塊、載物平臺及控制模塊，
所述載物平臺用以放置待測物，
所述波前編碼成像模塊包括：
位相編碼元件、成像物鏡及相機(jī),且所述相機(jī)連接控制模塊，所述控制模塊連接投影模塊，
所述投影模塊用以將正弦條紋投射到待測物上，
所述相機(jī)用以獲得待測物反射的依次經(jīng)所述位相編碼元件、成像物鏡的圖像并傳輸至處理模塊，
所述處理模塊接收所述相機(jī)傳輸?shù)膱D像進(jìn)行圖像復(fù)原。
2.如權(quán)利要求1所述的基于位相編碼元件三維結(jié)構(gòu)光的檢測裝置，其特征在于，
所述波前編碼成像模還包括：調(diào)整機(jī)構(gòu)，
所述調(diào)整機(jī)構(gòu)用以固定非旋轉(zhuǎn)式三次位相板、成像物鏡及相機(jī)，且所述相機(jī)位于所述成像物鏡的下方側(cè)，所述非旋轉(zhuǎn)式三次位相板位于所述成像物鏡的上方側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于位相編碼元件三維結(jié)構(gòu)光的檢測裝置，其特征在于，
所述載物平臺包括：數(shù)顯平移臺及與其連接的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用以定位和調(diào)節(jié)。
4.如權(quán)利要求1所述的基于位相編碼元件三維結(jié)構(gòu)光的檢測裝置，其特征在于，
所述投影模塊包括：中心波長為455nm的藍(lán)光LED。
5.如權(quán)利要求1所述的基于位相編碼元件三維結(jié)構(gòu)光的檢測裝置，其特征在于，
所述投影模塊還包括：空間光調(diào)制器，
所述空間光調(diào)制器連接控制模塊，并基于控制模塊的指令運(yùn)行。
6.如權(quán)利要求1所述的基于位相編碼元件三維結(jié)構(gòu)光的檢測裝置，其特征在于，所述相機(jī)為CCD相機(jī)或者CMOS相機(jī)。
7.如權(quán)利要求1所述的基于位相編碼元件三維結(jié)構(gòu)光的檢測裝置，其特征在于，
所述待測物包括：三種分別帶有階梯高度的量塊及星點，
所述量塊用以判斷三維結(jié)構(gòu)光檢測裝置的景深范圍，
所述星點用以采集波前編碼成像模塊的PSF。
8.一種三維結(jié)構(gòu)光檢測裝置的檢測方法，其特征在于，包括：
如權(quán)利要求1-7中任一項所述的基于位相編碼元件三維結(jié)構(gòu)光的檢測裝置，所述檢測方法包括：
S1.基于投影模塊向待測物投影正弦條紋；
S2.利用相機(jī)采集PSF圖像及中間模糊圖像；
S3.處理模塊接收的圖像并基于維納濾波算法進(jìn)行圖像復(fù)原，即基于維納濾波算法尋找一個使統(tǒng)計誤差函數(shù)e2最小的估計圖像f*。
9.如權(quán)利要求8所述的一種三維結(jié)構(gòu)光檢測裝置的檢測方法，其特征在于，
所述步驟S3中包括：
統(tǒng)計誤差函數(shù)e2由下式表達(dá)：
e2＝E*{(f-f*)2}
其中，E*是期望值操作符，f是未退化的圖像,f*是估計圖像；
統(tǒng)計誤差函數(shù)e2在頻域表示為公式:
G(u,v)＝H(u,v)F(u,v)
首先獲取模糊圖像g和相應(yīng)的點擴(kuò)散函數(shù)h，并分別對它們進(jìn)行傅里葉變換，得到它們在頻域的表達(dá)式G和H；
將G和H代入上述公式得到估計圖像的傅里葉變換F*，再對F*進(jìn)行逆傅里葉變換得到估計圖像f*，f*即復(fù)原后的圖像。
10.如權(quán)利要求8所述的一種三維結(jié)構(gòu)光檢測裝置的檢測方法，其特征在于，
所述步驟S1中包括：
S11、利用中心波長為455nm的藍(lán)光LED發(fā)射出來的光經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡進(jìn)行準(zhǔn)直，再經(jīng)過PBS的偏振分光照射到空間光調(diào)制器上；
S12、將預(yù)存的經(jīng)過編碼的正弦條紋圖加載到空間光調(diào)制器上；
S13、由PBS反射的光照射在空間光調(diào)制器的lcos上，反射的光再次經(jīng)過PBS將條紋照射到待測物上。
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