[发明专利]多结构光图案三维传感系统

说明书

本发明公开了一种多结构光图案三维传感系统，该系统包括用于发射红外激光光束的红外激光发射装置、用于产生一条线或者点阵式光线的结构光装置、图像采集装置、深度图像处理模块和用于控制红外激光发射及目标图像采集的控制模块；所述红外激光发射装置通过结构光装置与目标相连接，且所述目标散射出的光线通过图像采集装置的输入端相连接，且所述图像采集装置的输出端与深度图像处理模块的输入端相连接，且所述深度图像处理模块的输出端与控制模块相连接。本发明采用三维传感信息进行成像处理，达到了图像清晰、分辨率高、精度高等效果。

技术领域

本发明涉及三维测量技术领域，尤其涉及一种多结构光图案三维传感系统。

背景技术

国内外已有多种方法采用结构光实现三维测量，现在大多数情况下的方法是利用点光源对光栅进行投射，形成的光栅光面以扇形发射出去投射到物体表面，利用光条的光平面与接收器之间的关系获取深度图像。这种结构简单，得到广泛的应用，但其缺点是计算复杂，而且精度相对不高。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种多结构光图案三维传感系统，采用三维信息进行图案成像，且具有图像清晰、分辨率高、精度高的优点。

为实现上述目的，本发明提供一种多结构光图案三维传感系统，包括用于发射红外激光光束的红外激光发射装置、用于产生一条线或者点阵式光线的结构光装置、图像采集装置、深度图像处理模块和用于控制红外激光发射及目标图像采集的控制模块；所述红外激光发射装置通过结构光装置与目标相连接，且所述目标散射出的光线通过图像采集装置的输入端相连接，且所述图像采集装置的输出端与深度图像处理模块的输入端相连接，且所述深度图像处理模块的输出端与控制模块相连接；

所述红外激光发射装置发射红外激光光束至结构光装置，所述结构光装置产生光线至目标上；所述图像接收装置接收经过目标散射后的目标图像信息并发送给深度图像处理模块；所述深度图像处理模块对获取的三维信息进行提取，数据描述和匹配，并将最终处理的结果发送给控制模块，由控制模块进行成像处理。

其中，所述红外激光发射装置包括红外激光光源和光束变换器，所述红外激光光源通过光束变换器与结构光装置相连接，所述外激光光源采用激光二极管或垂直腔面发射激光器，且所述红外激光光源发射红外激光光束，红外激光光束通过光束变换器调整激光光束光斑后扩大成大于目标尺寸大小的光束光斑，并通过结构光装置后照射到目标上。

其中，所述光束变换器为扩散片、透镜、透镜组或衍射光学元件DOE。

其中，所述结构光装置为光栅、柱面镜或衍射光学元件DOE。

其中，所述控制模块包括红外激光发射控制单元和成像处理单元，所述红外激光发射控制单元与红外激光光源相连接，且所述成像处理单元与深度图像处理模块相连接，所述红外激光发射控制单元控制红外激光光源发射光源的大小，所述成像处理单元对深度图像处理模块的三维图像信息进行处理。

其中，所述图像采集装置包括图像接收器和辅助组件，所述图像接收器通过辅助组件与深度图像处理模块相连接，所述图像接收器采集到的光线通过辅助组件的处理后再传输给深度图像处理模块。

其中，所述深度图像处理模块包括三维信息提取单元、数据存储单元、数据匹配单元和图像处理单元；所述三维信息提取单元与辅助组件相连接，且所述三维信息提取单元和数据存储单元均与数据匹配单元相连接，且所述数据匹配单元与图像处理单元相连接，且该图像处理单元对三维信息进行处理后发送至成像处理单元进行成像。

其中，所述图像采集装置与目标之间设置有强光抑制装置，图像接收装置接收经过强光抑制装置过滤后的目标图像信息，并发送给图像采集装置。