[实用新型]基于数字微镜器件的闭环式三维视觉装置

说明书

本实用新型公开了一种基于数字微镜器件的闭环式三维视觉装置，该装置包括PC机、控制电路、数据处理模块、电机、数字微镜模块、参考平面及摄像头，控制电路使数字微镜模块产生不同光栅图案，照射待测物体，经摄像头采集由不同光栅图案照射的图像，交由数据处理模块处理，数据处理模块根据处理结果驱动电机，调整数字微镜模块和摄像头角度及焦距，放大待测物体至投射及拍摄区域中心，闭环循环上述过程，可快速精确地提取出三维信息，存储至本地或上传至PC机显示。较于传统三维采集装置，本实用新型利用数字微镜的高速开关特性能够高速投射光栅图案，利用电机，可以快速精准定位物体，采集速度快、闭环采集精度高，图像处理速度快，灵活性高。

技术领域

本实用新型涉及高精度三维重建领域及电子技术领域，尤其涉及数字微镜器件在三维信息采集方面应用的一种基于数字微镜器件的闭环式三维视觉装置，该装置可用于高速高精度的三维信息数据获取。

背景技术

人们生活在三维世界中，为了能更好的表达客观世界，三维视觉技术变的很重要。在需要高速高精度物体的三维信息时，需要能进行反馈闭环测量待测物体的装置，以及很高的光栅图案投射速度、图像捕获和处理速度。

传统的三维视觉装置是通过固定的LCD投影仪投射一系列的光栅图案到待测物体表面，然后通过摄像头拍摄图片，上传至PC机进行处理和显示。而传统的LCD投影仪刷新速率只有30-60fps，投影和采集速度很慢，且设备固定，只能进行一个固定场景方向和焦距的扫描，采集范围小、精度低。此外，摄像头采集图片需要使用PC机进行处理和显示，设备笨重，不便携。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供的一种基于数字微镜器件的闭环式三维视觉装置，首先通过数字微镜实现对空间光的快速调制，能够快速产生一系列的光栅图案，同时通过摄像头快速采集下来，交由嵌入式微处理器进行三维信息恢复提取，最后上传至上位机进行显示，再对显示结果进行处理，得到待测物体偏离图片中心的距离值，并驱动电机调整数字微镜模块和摄像头角度及焦距，使采集到的三维信息更精密。具有操作简单、采集范围大、采集处理速度快、设备小巧易携，显示存储方便等特点。

实现本实用新型目的的具体技术方案是：

一种基于数字微镜器件的闭环式三维视觉装置，特点是：该装置包括：PC机、控制电路、数据处理模块、电机、数字微镜模块、参考平面及摄像头，所述PC机与控制电路连接；控制电路分别与电机、数字微镜模块、摄像头连接；电机分别与数字微镜模块、摄像头连接；数字微镜模块与参考平面连接；参考平面与摄像头连接；摄像头与数据处理模块连接；

其中：

所述控制电路包括FPGA、4核Cortex-A9处理器、AS接口、USB接口、LED、按键及UART接口,所述FPGA分别与AS接口、4核Cortex-A9处理器连接；4核Cortex-A9处理器分别与USB接口、LED、按键及UART接口连接；

所述数据处理模块包括4核Cortex-A9处理器、USB接口、DDR3、MIPI接口及eMMC,所述4核Cortex-A9处理器分别与USB接口、DDR3、MIPI接口及eMMC连接；

所述数字微镜模块包括光源、匀光光棒、棱镜透镜组、数字微镜器件、透镜阵列，所述光源与匀光光棒连接；匀光光棒与棱镜透镜组连接；棱镜透镜组与数字微镜器件连接；数字微镜器件与透镜阵列连接。

本实用新型装置实现闭环式三维视觉功能包括以下具体步骤：

步骤1：PC机控制光源照射到数字微镜器件上

ⅰ）PC机通过控制电路打开光源开关；

ⅱ）照射光通过匀光光棒，使点光源展宽为面光源；

ⅲ）照射光通过棱镜透镜组，使照射光面符合数字微镜器件大小；