[发明专利]基于结构光标记的三维光场成像系统及方法

权利要求书

1.一种基于结构光标记的三维光场成像系统，其特征在于，包括：

投影标记模块，用于对被测物体表面进行投影及相位标记；

光场记录模块，用于在至少两个视角下全方位并重复记录带有相位标记的被测物体的光场图像；

光场转换模块，用于根据相位标记将被测物体的光场图像转换为四维光场数据；

数据计算模块，用于将四维光场中等相位值的数据拟合为直线；以及，

三维重建模块，用于根据所述直线的斜率及光场深度的对应关系求解被测物体的三维点云数据信息，以根据所述三维点云数据信息重建被测物体的三维模型。

2.根据权利要求1所述的基于结构光标记的三维光场成像系统，其特征在于，所述光场转换模块包括：

相位解调单元，用于解调被测物体表面的相位标记；

相位记录单元，用于记录解调出的所述相位标记；以及，

相位集合单元，用于将被测物体的不同视角的相位标记集合，以将被测物体的三维光场数据转换为四维光场数据。

3.根据权利要求2所述的基于结构光标记的三维光场成像系统，其特征在于，所述光场转换模块还包括：

相位补偿单元，用于将至少两个视角下的被测物体的相位相互补偿，以得出被测物体表面全方位的相位标记。

4.根据权利要求1所述的基于结构光标记的三维光场成像系统，其特征在于，所述数据计算模块包括：

数据查找单元，用于查找所述四维光场内等相位值的四维光场数据，相同相位标记点在不同视角下的相位值相等；

数据转换单元，用于将所述四维光场内相位值相等的四维光场数据拟合为直线，并计算出所述直线的斜率。

5.根据权利要求4所述的基于结构光标记的三维光场成像系统，其特征在于，所述数据计算模块还包括：

重复查找单元，用于对所述四维光场内等相位值的四维光场数据进行至少两次查找。

6.根据权利要求1所述的基于结构光标记的三维光场成像系统，其特征在于，所述光场记录模块包括：

同轴记录单元，用于通过同轴且在同一直线不同位置上的视角记录所述带有相位标记的被测物体的光场图像。

7.根据权利要求6所述的基于结构光标记的三维光场成像系统，其特征在于，所述同轴记录单元具体用于在所述同一直线上等距离记录不同位置视角的被测物体的光场图像。

8.根据权利要求1所述的基于结构光标记的三维光场成像系统，其特征在于，所述投影标记模块具体用于通过主动式投影结构光形成的条纹编码对被测物体表面进行投影及相位标记。

9.一种基于结构光标记的三维光场成像方法，其特征在于，包括：

对被测物体表面进行投影及相位标记；

在至少两个视角下全方位并重复记录带有相位标记的被测物体的光场图像；

根据相位标记将被测物体的光场图像转换为四维光场数据；

将四维光场数据中的等相位值的数据拟合为直线；

根据所述直线的斜率及光场深度的对应关系重建被测物体的三维点云数据信息。

10.根据权利要求9所述的基于结构光标记的三维光场成像方法，其特征在于，所述根据相位标记将被测物体的光场图像转换为四维光场数据包括：

解调被测物体表面的相位标记；

记录解调出的相位标记；

将被测物体的不同视角的相位标记集合，并将被测物体的三维光场数据转换为四维光场数据。