[发明专利]投影仪生成平移面阵条纹实现高解析度三维成像的方法

摘要

一种光学技术领域的投影仪生成平移面阵条纹实现高解析度三维成像的方法，采用平行移动面阵条纹的扫描方式，投影仪生成的投影图像中的面阵条纹是黑白相间的二值结构光条纹阵列，面阵条纹按步距b和频率f沿投影仪的垂直扫描方向步进移动，在三维成像的视场范围内，投影在被测物体上的每条结构光条纹及其每次步进，经摄像机和图像采集卡按频率F采集后都能够被计算机识别和区分；利用光学三角测量的手段，获取和累积三维数据，从而实现对被测物体的高解析度三维成像。本发明能用于设计结构简单、体积小、实现容易、成本较低的高解析度三维面形传感器，应用范围广，且三维空间采样精度和成像效率大幅提高。

主权项

1、一种投影仪生成平移面阵条纹实现高解析度三维成像的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)采用平行移动面阵条纹的扫描方式，投影仪生成的投影图像中的面阵条纹是黑白相间的二值结构光条纹阵列；2)投影图像中的单条结构光条纹宽度为B，前后相邻两条结构光的间隔为W，面阵条纹按步距b和步进频率f沿投影仪的垂直扫描方向步进平行移动，其中B、W和b的单位为投影仪沿该扫描方向上的单个象素；3)预先计算出摄像机在三维成像的有效视场范围内的分辨率和投影图像中结构光条纹宽度B、间隔W和步距b在三维成像的有效视场范围内经投影放大后的尺寸；4)在三维成像的有效视场范围内，投影仪生成的结构光条纹宽度B、间隔W和步距b经投影放大后的尺寸大于等于摄像机在结构光条纹宽度方向上的最低分辨率；5)在三维成像的有效视场范围内，面阵条纹充满摄像机的视场，摄像机按频率F序列拍摄被测物体表面上的步进频率为f的变形条纹图像，经图像采集卡按频率F序列采集到计算机，利用光学三角测量的手段，获取变形条纹对应的三维坐标值；摄像机拍摄频率F是面阵条纹步进频率f的两倍以上；6)累积计算来实现对被测物体的高解析度三维成像。