[发明专利]一种三维成像系统及方法

说明书

本发明公开了一种三维成像系统及方法，涉及光谱成像技术领域，其中涉及到了PC机、相机、投影仪Ⅰ和投影仪Ⅱ，PC机与相机、投影仪Ⅰ和投影仪Ⅱ之间设置有触发控制通道和数据传输通道。投影仪Ⅰ与投影仪Ⅱ的投影光源波段不同；投影仪Ⅰ能投影单波段的结构光。投影仪Ⅱ能投影多种不同波段的结构光。相机位于所述投影仪Ⅰ和投影仪Ⅱ之间。相机、投影仪Ⅰ和投影仪Ⅱ均能升降调节，且它们的镜头水平朝向和上下朝向均可调节。相机、投影仪Ⅰ和投影仪Ⅱ的投影焦点汇于一点。本发明能投影多个光源波段结构光，能适用于不同材质物体的三维成像，可避免物体成像基础信息的缺失和不完整，单个系统便可实现多个光谱波段的信息采集，后期融合简单且误差较小。

技术领域

本发明涉及光谱成像技术领域，具体而言，涉及一种多光谱结构光三维成像系统及方法。

背景技术

多光谱成像技术是上世纪60年代初期出现的一种遥感技术，其波段范围及波段数的选择与应用目标直接相关，通过获得地物几个或更多波段的光谱信息，实现目标空间信息、辐射信息、光谱信息的同步获取，能够提高对目标特性的综合探测感知与识别，极大地扩展了遥感探测技术的目标分辨、监测能力。

三维成像是通过光学手段提取物体三维信息，并在重建过程中可以完整地恢复物体的三维特征的技术。如何既快又好的获取一个场景的三维信息,是三维成像技术的关键。光学三维成像技术分为被动式和主动式两大类,两者的区别在于是否通过光源进行照明.被动三维成像采用非结构照明方式,从一个或多个摄像系统获取的不同视觉方向的二维图像中，通过计算机匹配、运算来重建物体的三维面形,该种方式对没有明显特征的图像计算量很大，匹配的准确度不能保证,要想完整精确的还原物体结构,需要多个二维图像进行逆运算。基于主动三维成像，需要主动去投射结构光到被测物体上，通过结构光的变形(或者飞行时间等)来确定被测物的三维信息，由于其高效和高精度，是目前主要的三维成像技术。

现有的主动结构光三维成像系统通常仅能投射单一光源波段结构光，存在以下问题：

1)由于物体材质的差异，对不同光源波段吸收不同，单一光源会极大限制被测物体的材质。

2)单一光源造成物体成像信息的缺失和不完整。

3)需要多个系统联合才能完成多个光谱波段的信息采集，后期融合复杂且误差较大。

发明内容

本发明在于提供一种三维成像系统及方法，其能够缓解上述问题。

为了缓解上述的问题，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种三维成像系统，包括PC机、相机、投影仪Ⅰ和投影仪Ⅱ，所述PC机与所述相机、投影仪Ⅰ和投影仪Ⅱ之间设置有触发控制通道和数据传输通道；

所述投影仪Ⅰ与投影仪Ⅱ的投影光源波段不同；

所述投影仪Ⅰ能投影单波段的结构光；

所述投影仪Ⅱ能投影多种不同波段的结构光；

所述相机位于所述投影仪Ⅰ和投影仪Ⅱ之间；

所述相机、投影仪Ⅰ和投影仪Ⅱ均能升降调节，且它们的镜头水平朝向和上下朝向均可调节；

所述相机、投影仪Ⅰ和投影仪Ⅱ的投影焦点汇于一点。

本技术方案的技术效果是：能投影多个光源波段结构光，能适用于多种不同材质的被测物体的三维成像，可避免物体成像基础信息的缺失和不完整，单个系统便可实现多个光谱波段的信息采集，后期融合简单且误差较小。

进一步地，所述相机、投影仪Ⅰ和投影仪Ⅱ分别装配于三个云台之上，它们通过云台实现升降调节，以及镜头的水平朝向和上下朝向调节，所述云台与所述PC机电连接。