[发明专利]基于激光高速振镜结构光的三维成像系统及标定方法

说明书

本公开实施例中提供了一种基于激光高速振镜结构光的三维成像系统及标定方法，属于测量技术领域，具体包括：结构光投射装置，结构光投射装置包括激光发射器、高速振镜和电机，高速振镜设置于激光发射器的发射端位置，且高速振镜与电机的传动轴连接；二维相机，二维相机用于在预设时段曝光激光发射器发射的激光形成的激光扇面依次照射目标物体的不同位置，生成结构光图像；控制器，二维相机和电机的控制端均与控制器电连接。通过本公开的方案，利用电机带动激光发射器依次照射目标物体不同位置，并通过二维相机在预设时段内进行曝光，生成结构光图像后发送至控制器，再计算生成三维图像，稳定提高了成像效率和适应性。

技术领域

本公开涉及测量技术领域，尤其涉及一种基于激光高速振镜结构光的三维成像系统及标定方法。

背景技术

目前，结构光三维成像技术是一种工业常用的三维成像技术。传统的结构光成像技术使用数字微镜阵列来对光源进行空间调制，以生成测量所需的特定面阵结构光图案序列。但是，由于光源功率限制，且物体材质各异，在一些物体上出现高反光/吸光等情况，导致无法三维成像。严重限制了结构光三维成像的应用范围。

可见，亟需一种高效稳定且适应性强的基于激光高速振镜结构光的三维成像系统。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种基于激光高速振镜结构光的三维成像系统及标定方法，至少部分解决现有技术中存在的成像效率、稳定性和适应性较差的问题。

第一方面，本公开实施例提供了一种基于激光高速振镜结构光的三维成像系统，包括：

结构光投射装置，所述结构光投射装置包括激光发射器、高速振镜和电机，所述高速振镜设置于所述激光发射器的发射端位置，且所述高速振镜与所述电机的传动轴连接；

二维相机，所述二维相机用于在预设时段曝光所述激光发射器发射的激光形成的激光扇面依次照射目标物体的不同位置，生成结构光图像；

控制器，所述二维相机和所述电机的控制端均与所述控制器电连接，所述控制器用于根据所述二维相机输出的结构光图像，生成所述目标物体对应的三维图像。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述激光发射器发射的激光为固定可见光波段。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述二维相机上设置有对应所述激光发射器波段的滤光片。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述结构光投射装置还包括壳体，所述激光发射器、所述高速振镜和所述电机均设置于所述壳体内。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述壳体对应所述激光发射器的光路位置设置有开口。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述壳体内设置有通讯模块，所述通讯模块与所述控制器的数据输出端电连接。

第二方面，本公开实施例提供了一种标定方法，用于使用上述公开实施例中的任一项所述的基于激光高速振镜结构光的三维成像系统进行标定，所述方法包括：

提供一基于激光高速振镜结构光的三维成像系统和目标物体，所述系统包括结构光投射装置、二维相机和控制器；

根据所述结构光投射装置产生的激光扇面位置和所述二维相机位置，建立三维坐标系及所述激光扇面对应的平面方程；

标定初始平面和旋转轴；

扫描所述目标物体并生成三维图像。

根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述扫描所述目标物体并生成三维图像的步骤，包括：

扫描所述目标物体生成结构光图像；

计算所述结构光图像中全部像素点的三维坐标；