[实用新型]一种用于异形体重建的多组线结构光视觉系统

说明书

本实用新型公开了一种用于异形体重建的多组线结构光视觉系统，涉及计算机视觉领域，通过多个激光发射器在透明载物板上方和下方的同一平面发射出激光条纹，当光截面扫过待测物时，多道激光条纹配合实现360°照射在待测物体上，同时形成闭合光圈，实现多条激光条纹能反映出待测物当前截面完整的深度信息，即待测物的轮廓信息。再通过多个摄像模组在透明载物板的上方和下方采集闭合光圈当前完整的图像，图像拼接处理器基于线结构光三维重建原理和图像拼接原理，从各个摄像模组采集的图像中提取出激光条纹的中心线进行计算得到多个轮廓信息，并对多个轮廓信息进行拼接以及曲线拟合，得出当前闭合光圈完整平滑的轮廓信息。

技术领域

本实用新型涉及计算机视觉领域，尤其涉及一种用于异形体重建的多组线结构光视觉系统。

背景技术

传统的结构光三维扫描仪的视线范围都呈现圆锥状，信息的搜集皆限定在一定的范围内。由于扫描范围有限，因此想要对物体整体进行三维模型的重建常常需要移动扫描仪对物体进行全方位扫描，或者将物体置于电动转盘之上。

基于线结构光技术的三维扫描仪原理是通过向被测物体投射激光条纹，在被测物体表面激光条纹会发生形变，通过摄像头采集画面提取出光条中心，利用标定数据，即可计算出光平面与被测物体交线上的点的深度信息。若再增加一维信息，使扫描装置沿着某一方向水平移动，则可获得被测物体正面(激光扫描的那一面)的完整的深度信息，但这种方法往往忽略了物体背面或底部的三维信息，导致构建出待测物的三维模型不完整。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种用于异形体重建的多组线结构光视觉系统及方法，以解决上述问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：一种用于异形体重建的多组线结构光视觉系统，包括透明载物板、移动平台、激光发射器、摄像模组和图像拼接处理器；所述透明载物板用于承载待测物；所述移动平台相对所述透明载物板线性移动，用于搭载所述激光发射器和所述摄像模组；多个所述激光发射器和多个所述摄像模组分别设置在所述移动平台上；多个所述激光发射器用于在透明载物板的上方和下方发射出激光条纹，各个所述激光发射器发出激光条纹的光平面分别在同一平面，且垂直于所述移动平台的滑动方向，形成用于扫描待测物的光截面，多道激光条纹用于在待测物的外表配合形成闭合光圈；多个所述摄像模组用于在所述透明载物板的上方和下方采集当前闭合光圈完整的图像；所述图像拼接处理器用于接收各个所述摄像模组采集到的图像，并从中提取出激光条纹的中心线，根据映射关系进行计算得到多个轮廓信息；所述图像拼接处理器还用于将多个轮廓信息进行拼接，对拼接后的轮廓信息进行曲线拟合，得出当前闭合光圈完整平滑的轮廓信息。

进一步，所述激光发射器的数量为4个，所述摄像模组的数量为3个；两个所述激光发射器分别位于所述透明载物板的两侧上方，两个所述激光发射器分别位于所述透明载物板的两侧下方，对角的两个所述激光发射器相互对射设置；两个所述摄像模组分别位于所述透明载物板的两侧上方，一个所述摄像模组位于所述透明载物板的下方。

进一步，各个所述摄像模组分别包括相机和反射镜面，各个所述反射镜面位于所述移动平台的同一端，各个所述相机位于所述移动平台的另一端；所述反射镜面用于将当前闭合光圈的图像反射至同组的所述相机；所述相机用于采集所述反射镜面反射的图像。

进一步，所述移动平台呈凵形，所述移动平台的两侧为透明侧壁，所述透明载物板位于所述移动平台底部的上方；位于所述透明载物板上方的所述摄像模组分别设置在所述透明侧壁的外壁面，所述激光发射器设置在所述透明侧壁的内壁面；位于所述透明载物板下方的所述摄像模组设置在所述移动平台的内侧底部。

进一步，还包括机架，所述机架具有线性驱动组件；所述透明载物板水平设置在所述机架的顶端面；所述线性驱动组件用于驱动所述移动平台移动。

进一步，所述摄像模组的主光轴与所述光截面之间的角度为20°～60°。

进一步，所述透明载物板为玻璃板或亚克力板中的任一种。