[发明专利]一种激光结构光3D成像方法

摘要

本发明涉及3D成像技术领域，特别涉及一种激光结构光3D成像方法包括用于生成结构光的光学模组、摄像机、上位机及硬件控制电路，光学模组包括由激光器、透镜、及MEMS微振镜依次排列组成的光路；硬件控制电路由ARM模块、FPGA模块、振镜驱动电路模块、激光器驱动模块、MEMS振镜光电探测器模块及LD光电探测器模块组成。本发明的有益效果是一方面降低了运行时对芯片资源要求，同时能够提高运算速度和精度，另一方面，上位机处理图像处理算法更方便快捷，可视化效果更好。因而，在激光投影、增强现实、结构光扫描、激光雷达和医疗显像与扫描等各种各样的领域有很好的应用前途。

主权项

一种激光结构光3D成像方法，包括用于生成结构光的光学模组、摄像机、上位机及硬件控制电路，所述光学模组包括由激光器、透镜、及MEMS微振镜依次排列组成的光路；所述硬件控制电路由ARM模块、FPGA模块、振镜驱动电路模块、激光器驱动模块、MEMS振镜光电探测器模块及LD光电探测器模块组成，其特征在于：步骤一，通过ARM模块计算出等间距等亮度激光机构光的激光器的出光时刻点；步骤二，ARM模块将计算结果发送至FPGA模块，FPGA模块按照步骤一中的计算结果通过激光器驱动模块对激光器进行控制、通过振镜驱动模块对MEMS微振镜进行控制；步骤三，激光器在FPGA模块的控制下出射激光光束至透镜；步骤四，透镜将激光器的入射光调制成散射均匀的激光线条，并入射至MEMS微振镜；步骤五，MEMS振镜光电探测器模块对MEMS振镜的相位信息进行采集，并将采集到的信息传递给ARM模块；LD光电探测器模块对通过LD激光器的电流进行采集，并将采集的反馈信息传递给ARM模块，以此控制LD激光器始终工作在阈值电流以上；ARM模块根据接收的信息重新计算出激光器的出光时刻点，并将该出光时刻点信息传递给FPGA模块；步骤六，FPGA模块根据ARM模块传递的激光器时刻点信息，实时调整控制激光器和MEMS振镜的转动，MEMS振镜将入射的激光线条输出为等间距等亮度的结构光；步骤七，用所述结构光扫描被检测物体，CCD摄像机在ARM模块的控制下对被检测物体进行拍摄，记录被该物体反射的结构光图像，并通过图像存储模块将图像回传给ARM模块；步骤八，ARM模块将获取图像信息传递至上位机，并由上位机对图像进行处理，通过标定对比得到被检测物体扫描的三维坐标，上位机对三维坐标进行再次处理，以此得到物体的三维图像。