[发明专利]一种物体表面重建的系统和方法

权利要求书

1.一种物体表面重建的系统，其特征在于，包括：

照明组件，包括光源和镜面反射装置，所述镜面反射装置用于通过调整镜面姿态，将所述光源发出的光线反射到目标区域形成预设的结构光图案；

图像传感器，用于逐步曝光以拍摄所述目标区域内至少部分区域的结构光图案的投影图像；

控制器，用于控制所述图像传感器的曝光区域与所述镜面反射装置反射的结构光的投影区域同步；

数据处理单元，与所述图像传感器连接，实时接收所述结构光图案的投影图像，并获取所述投影图像和预先拍摄的基准图像中的结构光图案位移值，计算出所述目标区域内物体的三维点云数据。

2.根据权利要求1所述的物体表面重建的系统，其特征在于，所述光源采用点光源时，所述镜面反射装置采用二维振镜，生成的结构光图案为线阵状图案或点阵状图案；所述光源采用线光源时，所述镜面反射装置采用一维振镜，生成的结构光图案为线阵状图案。

3.根据权利要求2所述的物体表面重建的系统，其特征在于，所述一维振镜或二维振镜采用MEMS振镜。

4.根据权利要求2所述的物体表面重建的系统，其特征在于，所述镜面反射装置采用一维振镜生成线阵状的结构光图案时，所述数据处理单元通过以下公式计算结构光图案位移值为△X_n的目标点的距离z；

 其中，B为图像传感器与振镜装置的中心的距离，f为所述图像传感器的设备镜头焦距，L为选取的基准图像所在的标准平面的距离。

5.一种物体表面重建的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过控制镜面反射装置，将光源发出的光线反射到目标区域并形成预设的结构光图案；

S2、利用图像传感器逐步曝光以拍摄所述目标区域内至少部分区域的结构光图案的投影图像，且控制所述图像传感器的曝光区域与所述镜面反射装置反射的结构光的投影区域同步；

S3、实时接收所述结构光图案的投影图像，并获取所述投影图像和预先拍摄的基准图像中的位移值，计算出所述目标区域内物体的三维点云数据。

6.根据权利要求5所述的物体表面重建的方法，其特征在于，所述步骤S1中所述光源采用点光源时，所述镜面反射装置采用二维振镜，生成的结构光图案为线阵状图案或点阵状图案；所述光源采用线光源时，所述镜面反射装置采用一维振镜，生成的结构光图案为线阵状图案。

7.根据权利要求6所述的物体表面重建的方法，其特征在于，所述步骤S1中所采用的一维振镜或二维振镜为MEMS振镜。

8.根据权利要求6所述的物体表面重建的方法，其特征在于，所述步骤S1中所采用的镜面反射装置为一维振镜生成线阵状的结构光图案时，所述步骤S3中通过以下公式计算结构光图案位移值为△X_n的目标点的距离z；

 其中，B为图像传感器与振镜装置的中心的距离，f为所述图像传感器的设备镜头焦距，L为选取的基准图像所在的标准平面的距离。