[发明专利]一种光栅条纹图像投影序列的快速系统及方法

说明书

本发明公开了一种光栅条纹图像投影序列的切换系统，包括上位机、三维扫描仪、FPGA；FPGA包括第一存储区域和第二存储区域，所述第二存储区域划分为多个子存储区C_i，i＝1，2，3…m，m为待测的不同车型的数目；第一存储区域用于提供程序运行所需内存；多个子存储区C_i用于存储不同款车型测量所需的光栅条纹图像投影序列，光栅条纹图像投影序列中的每张光栅条纹图像具有对应的图像编号；通过FPGA逻辑控制直接从动态存储器取光栅图像用于投影，序列切换到投射过程延时不超过1ms；尤其适用于高分辨光栅图像的投影；整车身测量过程中，能够在投影测量的同时，将不同款车型的投影序列加载到子存储区，减少其他车型测量的前期准备时间。

技术领域

本发明涉及三维扫描测量领域，具体涉及一种光栅条纹图像投影序列的切换系统及方法。

背景技术

三维扫描测量方法是利用三维扫描仪将多张光栅图像投影序列依次投影到待测物表面，由摄像机获取变形的光栅图像，是一种非接触式光学测量系统，通过光栅投影的方式实现点云获取，搭载机器人、导轨、转台等运动机构实现大范围柔性测量，高密度点云测量，真实还原物体的丰富表面细节。

三维扫描仪的分辨率越高，光栅投影图像所蕴含信息越多，获取到的点云数据更丰富，投射高分辨率的投影图像，能带来图像信息的指数级增长，提高了整个三维扫描测量系统的测量精度，但随着投影图像分辨率的提高，直接影响到投影序列的投影速率和切换时间，通常的做法是先将光栅图像投影序列存储在扫描仪外部的内存器件Flash中，投影控制芯片从Flash中读取所需要的光栅图像投影序列到DRAM(Dynamic Random AccessMemory)中，这种方式中，投影图像为高分辨率时，需要增加主控芯片来满足要求，例如采用TI的DLPC900做主控芯片，当投影分辨率从1920x1080，对应的DMD芯片(DigitalMicromirror Device，即数据微镜装置)上超过200万个数字微镜，提升到2560x1600，对应的DMD芯片上有400万个的数字微镜，投影图像的数据量增加了一倍，相当于原先需要驱动一个200万级的数字微镜，而现在需要驱动两个200万级的数字微镜，此时，需要两片主控芯片DLPC900，成本增加；同时传统序列切换、存储方法中，由于DRAM空间不够大，当被测物改变，如汽车白车身测量过程，当被测车型改变，需要改变光栅图像投影序列时，三维扫描仪的投影主控芯片要重新从flash取图，再输入到DRAM中，整个过程耗时长，以TI控制芯片实现20幅1920x1080x8bit的投影图的切换为例，每次切换新的序列时，DLPC900需要重新从Flash中读取图片序列，并将原始的8bit投影图重新组合成1bit位图存储于芯片内部的缓存中，整个过程用时超过1s。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种光栅条纹图像投影序列的切换系统及方法；本发明适用于三维扫描仪投影高分辨率光栅条纹图像，无需增加DMD芯片，利用FPGA逻辑控制直接从动态存储器取光栅图像用于投影，数据读取速度快，投影序列的切换到投射过程延时小于1ms。

技术方案如下：

一种光栅条纹图像投影序列的切换系统，其特征在于：包括上位机、三维扫描仪、FPGA；所述上位机发出投影指令并指定光栅条纹图像的投影序列，所述FPGA包括第一存储区域和第二存储区域，所述第二存储区域划分为多个子存储区C_i，i＝1，2，3…m，m为待测的不同车型的数目；

所述第一存储区域用于提供程序运行所需内存；所述多个子存储区C_i用于分别存储不同款车型测量所需的光栅条纹图像投影序列，其中，每个子存储区存储单一车型的全部光栅条纹图像投影序列，所述光栅条纹图像投影序列中的每张光栅条纹图像具有对应的图像编号；

所述FPGA根据上位机指令从对应的子存储区Ci中提取相应序列编号的光栅条纹图像，输出到三维扫描仪；所述三维扫描仪依次投影出光栅条纹图像。