[发明专利]基于激光点阵标识的三维地形传感装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于激光点阵标识的三维地形传感装置及方法，该装置由两个摄像机和两组激光阵列发生器组成；每组激光阵列发生器由激光器、准直器、达曼光栅和棱镜组组成；在进行双目立体视觉探测的两个摄像机中间放置阵列激光器，从而在探测区域产生激光阵列，以实现三维物体的阵列照明和采样。本发明比直接用两个摄像机探测再进行匹配的方式更加精确，有利于图像特征点的寻找且可根据坐标计算出基本的地貌，其激光阵列照明的作用有利于昏暗环境下的三维地形探测。

主权项

一种基于激光点阵标识的三维地形传感装置，其特征在于，由两个摄像机(1)和两组激光阵列发生器组成；所述每组激光阵列发生器由激光器(6)、准直器(5)、达曼光栅(4)和棱镜组(2)组成，可产生9束能量均匀的激光阵列(3)；每组激光阵列发生器的激光器(6)、准直器(5)、达曼光栅(4)和棱镜组(2)依次在同一光轴上排布，两组激光阵列发生器上下贴合布置，所述激光阵列发生器的轴线与两个摄像机(1)的基线垂直，贴合的两个棱镜组(2)处于两个摄像机(1)的中心位置；所述激光器(6)的波长λ为0.974μm；所述达曼光栅(4)为一阶、三周期达曼光栅，周期为18.8μm、相位为π、折射率n为1.4507；通过下式可得达曼光栅(4)的刻蚀深度e为0.63μm：$(\mathrm{ne}-e)\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}=\mathrm{\π}$所述每个棱镜组(2)由9个梯形调向棱镜组成；所述梯形调向棱镜的折射率为1.4507；位于上方的棱镜组(2)的第一个梯形调向棱镜至第九个梯形调向棱镜的反射面与入射面之间的锲角依次为56.55°、50.18°、39.55°、22.73°、0°、22.73°、39.55°、50.18°、56.55°；位于下方的棱镜组(2)的第一个梯形调向棱镜至第九个梯形调向棱镜的反射面与入射面之间的锲角依次为‑48.27°、‑39.52°、‑25.98°、‑7.14°、13.92°、31.85°、44.41°、52.46°、56.72°；所述两个摄像机(1)之间的基线长度为100mm‑200mm；所述棱镜组的长宽高分别为32mm，7mm，8mm。