[發明專利]一種基于位相編碼元件的三維結構光檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202110886919.5
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113418473A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 許峰;童強;馬鎖東;陳旭
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 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所(普通合伙) 32345
• 代理人: 唐學青

本申請提供一種基于位相編碼元件三維結構光的檢測裝置及方法。該檢測裝置包括：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,且所述相機連接控制模塊，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，所述相機用以獲得待測物反射的依次經所述位相編碼元件、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傳輸的圖像進行圖像復原。該檢測裝置克服了目前三維結構光檢測中物體檢測的范圍小，圖象復原效果差等不足。可廣泛應用于自動光學檢測領域，物體三維形貌測量，人臉識別等，具有廣泛的適用范圍。

技術領域

本發明屬于三維形貌的結構光測量技術，尤其涉及一種基于位相編碼元件的三維結構光檢測裝置及方法，屬于光學檢測領域。

背景技術

結構光三維測量系統采用的是一種主動式三維測量技術。其采用投影裝置向待測物體投射帶有編碼的條紋或圖案，同時通過相機拍攝經過物體調制以后的變形條紋或圖案。隨后通過圖像復原算法復原出圖像。相比較雙目視覺法和飛行時間法(Time ofFlight)等三維測量方法，結構光三維測量具有全場掃描，高測量速度，高分辨率，高精度等顯著優勢。可廣泛應用于工業檢測，3D打印，逆向工程，醫學，文物保護，三維物體識別，虛擬穿戴等眾多領域。

對于當前的三維結構光測量系統來說，其物體檢測的范圍小，且圖像復原效果差。

為此要該改進現有的三維結構光檢測裝置。

發明內容

為克服上述缺陷點，本申請的目的在于：提出一種基于位相編碼元件的三維結構光檢測裝置，以解決三維結構光測量系統中成像模塊景深不足、測量范圍的問題。

為實現上述目的，本申請采用如下的技術方案：

一種基于位相編碼元件三維結構光的檢測裝置，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,且所述相機連接控制模塊，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，

所述相機用以獲得待測物反射的依次經所述位相編碼元件、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傳輸的圖像進行圖像復原。這樣的設計以解決三維結構光測量系統中成像模塊景深不足、測量范圍的問題。

優選的，該波前編碼成像模還包括：調整機構，所述調整機構用以固定非旋轉式三次位相板、成像物鏡及相機，且所述相機位于所述成像物鏡的下方側，所述非旋轉式三次位相板位于所述成像物鏡的上方側。

優選的，該載物平臺包括：數顯平移臺及與其連接的調節機構，用以定位和調節。

優選的，該投影模塊包括：中心波長為455nm的藍光LED。

優選的，該投影模塊還包括：空間光調制器，

所述空間光調制器連接控制模塊，并基于控制模塊的指令運行。

優選的，該待測物包括：三種或多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構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。

本申請實施例提供一種三維結構光檢測裝置的檢測方法，包括上述的基于位相編碼元件三維結構光的檢測裝置，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；