[发明专利]一种结构光三维扫描方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于三维扫描技术领域，尤其涉及一种结构光三维扫描方法及系统。

背景技术

在三维视觉、缺陷检测、三维测量等领域，结构光三维扫描技术发挥着越来越重要的作用。目前，结构光三维扫描技术通过在PC端存储结构光图片并将图片输出到投影仪进行投影，再由PC端控制相机进行拍摄，通过相机传回的数据进行三维重构，从而计算出被扫描物体的三维信息。

在上述现有技术中，PC端触发相机进行拍摄之前，结构光图片的投影过程需要经过硬盘、内存、显存、投影仪等多个装置或设备的处理才能实现，而上述装置或设备的处理时间均不确定，使得PC端无法控制何时向相机发出触发信号，导致投影仪与相机之间难以达到精确的同步控制。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种结构光三维扫描方法，旨在解决目前结构光三维扫描技术中投影仪与相机之间难以达到精确的同步控制的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种结构光三维扫描方法，包括：

现场可编程门阵列FPGA将结构光图像输出至投影仪，并在其每向投影仪输出一帧所述结构光图像的同时，向相机发送一次触发信号；

相机在接收到所述触发信号后，对投影仪产生的投影进行实时拍照；

相机将拍摄的照片传送至计算机；

计算机根据相机传送的照片进行三维重建。

本发明实施例的另一目的在于提供一种结构光三维扫描系统，包括：

现场可编程门阵列FPGA，用于将结构光图像输出至投影仪，并在其每向投影仪输出一帧所述结构光图像的同时，向相机发送一次触发信号；

投影仪，用于对FPGA输入的所述结构光图像进行投影；

相机，用于在接收到所述触发信号后，对投影仪产生的投影进行实时拍照，并将拍摄的照片传送至计算机；

计算机，用于根据相机传送的照片进行三维重建。

本发明基于FPGA来实现结构光三维扫描过程中投影仪与相机的同步，由FPGA实时生成结构光图像，通过视频接口直接输出到投影仪进行投影，与此同时，发送同步信号至相机，触发相机对投影出的结构光图像进行拍摄，由此实现了投影仪与相机的精确同步，进而完成高速的结构光三维扫描。

附图说明

图1是本发明实施例提供的结构光三维扫描系统的系统架构图；

图2是本发明实施例提供的结构光三维扫描方法的实现流程图；

图3是本发明实施例提供的结构光三维扫描方法S201的具体实现流程图；

图4是本发明另一实施例提供的结构光三维扫描方法的实现流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)来实现结构光三维扫描过程中投影仪与相机的同步，由FPGA实时生成结构光图像，通过视频接口直接输出到投影仪进行投影，与此同时，发送同步信号至相机，触发相机对投影出的结构光图像进行拍摄，由此实现了投影仪与相机的精确同步，进而完成高速的结构光三维扫描。

以下通过具体的实施例对本发明提供的结构光三维扫描方法及系统进行详细阐述：

图1示出了本发明实施例提供的结构光三维扫描系统的系统架构图。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

参照图1，该系统包括计算机11、FPGA12、相机13及投影仪14，其中：

计算机11同时与FPGA12和相机13连接，一方面用于在系统工作之前对FPGA12和相机13进行控制，分别使能FPGA投影结构光图像，以及初始化相机进行拍摄的待机状态。

FPGA12则同时与相机13和投影仪14建立连接关系，用于通过同时向相机13和投影仪14发送相应的数据信号，实现相机的拍照动作与投影仪的投影动作的精确同步。其中，FPGA12与相机13可以通过相机13所配置的触发线进行连接，不同相机或者相机系统的触发线接口可能不同，在此不作限定；FPGA12与投影仪14则可以通过高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)或者VGA(Video Graphics Array)接口实现连接。

而相机13在完成拍照动作之后，则将照片传送给计算机11，由计算机11根据相机13传送回的照片进行三维重建，从而完成三维扫描。