[发明专利]基于四棱锥反射镜条纹投影装置及三维重建成像系统

说明书

本发明涉及一种基于四棱锥反射镜条纹投影装置及三维重建成像系统，该基于四棱锥反射镜条纹投影装置包括控制模块、第一光源、第一条纹生成器、第二光源、第二条纹生成器、合光棱镜、投影透镜、四棱锥反射镜以及鱼眼采集器。第一光源产生的光线经过第一条纹生成器生成水平条纹，水平条纹通过四棱锥反射镜发射到待测物上，左右两侧依然为水平条纹，前后两侧转变为垂直条纹；第二光源产生的光线经过第二条纹生成器生成垂直条纹，垂直条纹通过四棱锥反射镜发射到待测物上，左右两侧依然为垂直条纹，前后两侧转变为水平条纹，从而实现360度面结构光扫描，再通过鱼眼采集器分别采集第一光源和第二光源在待测物上产生的条纹，从而获得稠密的三维点云数据。

技术领域

本发明涉及成像技术领域，尤其涉及一种基于四棱锥反射镜条纹投影装置及三维重建成像系统。

背景技术

在室内机器人导航、自动驾驶、无人机、室内定位、人机互动等热门领域中，如何实现实时获取周围环境360度稠密三维点云数据一直是大家研究的热点和难题。在现有技术中，一般通过多线激光雷达进行扫描和采集，但是该设备有以下缺点：1、价格高；2、需要360度旋转扫描，导致扫描效率低；3、扫描的线数有限，导致无法获得稠密的三维点云数据。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于四棱锥反射镜条纹投影装置及三维重建成像系统，旨在解决现有技术中多线激光雷达价格高、扫描效率低以及无法获得稠密的三维点云数据的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种基于四棱锥反射镜条纹投影装置，用于投影、采集待测物上的条纹，包括控制模块、第一光源、第一条纹生成器、第二光源、第二条纹生成器、合光棱镜、投影透镜、四棱锥反射镜以及鱼眼采集器，所述控制模块用于控制所述第一光源和所述第二光源交替发光，所述鱼眼采集器用于采集待测物上的条纹；所述控制模块控制所述第一光源发光，光线经过第一条纹生成器生成水平条纹，所述水平条纹经过所述合光棱镜耦合至所述投影透镜上，并通过所述投影透镜投射至所述四棱锥反射镜上，所述水平条纹通过所述四棱锥反射镜反射到待测物上；所述控制模块控制所述第二光源发光，光线经过第二条纹生成器生成垂直条纹，所述垂直条纹经过所述合光棱镜耦合至所述投影透镜上，并通过所述投影透镜投射至所述四棱锥反射镜上，所述垂直条纹通过所述四棱锥反射镜反射到待测物上。

其中，所述鱼眼采集器为鱼眼镜头，所述鱼眼镜头面向待测物，所述鱼眼镜头和待测物呈预设距离设置。

其中，所述鱼眼采集器包括第一鱼眼镜头和第二鱼眼镜头，所述第一鱼眼镜头和所述第二鱼眼镜头分别用于采集待测物上的所述条纹。

其中，所述第一鱼眼镜头面向所述第二鱼眼镜头设置；或者，所述第一鱼眼镜头和所述第二鱼眼镜头同向设置，并且面向待测物。

其中，所述鱼眼采集器包括鱼眼镜头和平面反射镜，所述鱼眼镜头位于所述四棱锥反射镜和所述平面反射镜之间，所述鱼眼镜头面向所述平面反射镜设置，所述鱼眼镜头的侧面采集待测物上的所述条纹，所述鱼眼镜头的正面通过所述平面反射镜采集待测物上的所述条纹。

其中，所述第一条纹生成器为水平条纹光栅、空间光调制器、DMD及LCD中的任一种，所述第二条纹生成器为垂直条纹光栅、空间光调制器、DMD及LCD中的任一种。

一种三维重建成像系统，包括处理装置以及上述基于四棱锥反射镜条纹投影装置，所述处理装置和所述鱼眼采集器信号连接，所述鱼眼采集器将采集的所述条纹发送给所述处理装置，所述处理装置用于根据所述条纹生成待测物的三维轮廓图像。