[发明专利]一种自适应线结构光的闭环调制方法

权利要求书

1.一种自适应线结构光的闭环调制方法，其特征在于，按照如下步骤：以激光光束作为点光源，通过微振镜将点光源转换成线结构光；同时，激光器的光强被上位机发送的反馈信号调制，调节激光器的输出光强，生成自适应的线结构光；

所述通过微振镜将点光源转换成线结构光是按照如下步骤：通过二维微振镜反射到被测物体表面，二维微振镜在快慢两个方向的驱动电流激励下进行二维扫描，快轴用于产生线结构光图案，慢轴用于实现线结构光的移动和悬停；

微振镜快轴驱动信号驱动微振镜进行一维扫描，产生线结构光；微振镜快轴驱动信号是一种正弦或余弦波形的电流信号；微振镜慢轴驱动信号驱动微振镜在慢轴方向步进式偏转，实现线结构光的步进式移动，微振镜慢轴驱动信号是一种台阶电流信号；微振镜慢轴控制线结构光步进和悬停的时间；此时，慢轴的悬停时间控制着线结构光的光强和线结构光移动的速度；二维微振镜在快慢两个方向的驱动电流激励下进行二维扫描，快轴用于产生线结构光图案，慢轴用于实现线结构光的移动和悬停。

2.如权利要求1所述的闭环调制方法，其特征在于：所述线结构光的光强指的是相机采集到的线结构光的光强，简单的来说它是相机感知到的激光器的光强在相机曝光时间内的累加，相机感知到的激光器的光强小于激光器的输出光强，线结构光光强在相机和上位机的辅助下完成自适应调节，或者采用具有嵌入算法的智能相机来实现线结构光光强的自适应调节。

3.如权利要求1所述的闭环调制方法，其特征在于：所述激光器为一个或者为多个激光器，多个激光器发出的光束通过整合汇聚成一个光束。

4.如权利要求1所述的闭环调制方法，其特征在于：

第一步，设计系统工作参数，根据线结构光的工作距离确定最大工作距离L₂，最小工作距离L₁；景深范围内ΔL的最大光斑ω_max；线结构光步进式移动的行数R，R由激光光束特性决定；

第二步，生成驱动信号；

第三步，生成有悬停效果的、可移动的线结构光；利用第二步中产生的微振镜快轴驱动信号，驱动微振镜进行一维扫描，产生线结构光，线结构光的长度与微振镜的偏转角度有关；利用第二步中产生的微振镜慢轴驱动信号，驱动微振镜在慢轴方向步进式偏转，实现线结构光的步进式移动；激光器通过可调节的恒定电流产生不同光强的的激光光束，激光光束以一定的入射角照射到振镜表面，再经过振镜反射到物体表面，形成具有悬停效果的、可移动的线结构光；

第四步，生成自适应的线结构光，相机通过采集线激光的图片并进行分析，分析出目前电流下的激光器发出的光强是否合适，并将反馈信号传输给上位机，由上位机发送校正信号给激光器，进而提升或降低激光器的光强，实现线结构光的自适应调节。

5.如权利要求4所述的闭环调制方法，其特征在于，所述驱动信号如下：

1)微振镜快轴驱动信号，这是一种正弦或余弦波形的电流信号，其频率f_x等于微振镜快轴方向谐振频率f，其峰值I_x峰由微振镜的具体参数确定；

2)微振镜慢轴驱动信号，这是一种台阶电流信号；其频率为f_y＝f_x/R，其峰值I_y峰由微振镜的参数确定；

3)激光器的驱动信号，为可调节的方波电流信号；其最高频率f_LD由其激光光束的特性决定，其峰值和偏置电流均由激光器的特性决定；上述三种驱动信号均为模拟信号。