[发明专利]一种基于结构光4维成像方法及装置

权利要求书

1.一种基于结构光4维成像方法，其特征在于：通过下述步骤实现：

步骤1：通过线性激光器向成像物体表面投影结构光；

步骤2：调节摄像机的镜头与线性激光器的投影光轴间的夹角，使摄像机可获取结构光与成像物体相交的激光线；

步骤3：建立公式确定线结构光平面上任意一点P在摄像机坐标系下的三维坐标；式中：ρ为比例系数，A为摄像机内参矩阵，P_c＝(x_c,y_c,z_c,1)^T，为点p在摄像机坐标系O_c(x_c，y_c、z_c)下的齐次坐标；为点p在图像坐标系O_u(x_u，y_u)下的齐次坐标；a，b，c，d分别表示结构光平面5的平面方程的四个系数；

步骤4：调整线性激光器的亮度与摄像机的曝光时间，使摄像机能够提取激光线轮廓；

步骤5：通过摄像机拍摄激光线，获取包含激光线的图像；

步骤6：对步骤5获取的图像进行二值化，提取激光线轮廓；

步骤7：定位激光线轮廓的中心线位置，并得到激光线的中心线上各点在图像坐标系上的坐标以及灰度信息；

步骤8：将步骤7中激光线的中心线上各点在图像坐标系上的坐标带入步骤的公式中，计算得到激光线的中心线上各点在摄像机坐标系下的三维坐标(x′，y′，z′)；进而将灰度信息g与深度信息z′进行融合后，得到成像物体的4维坐标(x′，y′，z′，g)；

通过摄像机对成像物体表面激光线进行连续拍摄，从而获取成像物体上不同位置的三维信息，然后通过拼接即可实现整个成像物体的三维轮廓成像；

包括外壳、连接支架、摄像机与线性激光器；其中，连接支架用于实现摄像机与线性激光器间的连接；使摄像机的镜头轴线与线性激光器的投影光轴共面A；上述激光器与摄像机通过外壳进行封装；

摄像机镜头轴线与线性激光器的投影光轴间夹角可调；

所述的激光器采用808nm±20nm或650nm±20nm波段；

所述摄像机采用ccd或cmos芯片，且与滤光片组合应用。

2.如权利要求1所述一种基于结构光4维成像方法，其特征在于：所述激光器安装于激光器支架上，激光器支架固定安装在外壳内，通过且在激光器的镜头朝向一侧，位于激光器镜头对应位置处开有开口，并通过透明玻璃密封；且在摄像机镜头对应位置处开有开口，同样通过透明玻璃密封。