[发明专利]一种基于结构光的三维扫描投影线的投影方法和系统

说明书

本发明涉及三维信息重建技术领域，提供一种基于结构光的三维扫描投影线的投影方法，包括：在三维测量中，进行不同投影图像组的周期性切换或随机性切换，以采集多个连续投影图像组；将所述投影图像组的若干幅图像投射至被测物体表面；对投射到所述被测物体表面上的投影图像进行成像，获得成像图像；对所述成像图像进行解码，确定各个成像位置与投影位置的对应关系，以供重建所述被测物体表面的三维信息。

技术领域

本发明涉及三维信息重建技术领域，尤指一种基于结构光的三维扫描投影线的投影方法和系统。

背景技术

在工业控制、医疗等领域，已经有很多技术用于物体表面的三维信息重建。其中，基于结构光的光栅条纹投影类方法以其高精度、高效率、高鲁棒性等优点得到了广泛的研究与应用。

此类方法主要通过投影装置将特定编码的光栅条纹作为结构光的投影图像投影到被测物体表面，然后利用图像传感器，比如摄像机，捕获经物体表面调制后反射的结构光，得到成像图像，对成像图像进行解码，找出解码图案中各个成像位置与投影位置的对应关系；由于编码图案投影到物体的位置是已知的，根据前述对应关系，利用三角法就可以获得物体表面的三维信息。

一种常用的结构光投影方法为时间编码。时间编码方法按时间顺序依次向被测空间投影多幅图案，每次投影都通过相机进行成像。对这些成像的条纹图像进行一定的解码，可以得到所投影的被测物体的表面三维信息。称这样可重建被测物体表面三维信息的连续投影的若干幅图像为一组图像。

一种常用的投影方法是设计一组可以稳定重建被测物体表面三维信息的若干幅投影图像，按照固定的时间顺序，使用投影装置周期性的投影所设计的这组固定图像。

如图3所示，假定设计了一组可以稳定重建被测物体表面三维信息的投影图像，这组图像共有5幅，按照时间序列依次编码为P1、P2、P3、P4、P5。常用的投影方法，就是周期性的投影所设计的这组固定的数量为5幅的图像。这种常用投影方法的局限在于，由于投影图像固定不变，无法根据被测场景进行差异化设计，也就无法获得特定场景的投影成像质量的最优化。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于结构光的三维扫描投影线的投影方法和系统，解决上述问题。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种基于结构光的三维扫描投影线的投影方法，包括：

在三维测量中，进行不同投影图像组的周期性切换或随机性切换，以采集多个连续投影图像组；

将所述投影图像组的若干幅图像投射至被测物体表面；

对投射到所述被测物体表面上的投影图像进行成像，获得成像图像；

对所述成像图像进行解码，确定各个成像位置与投影位置的对应关系，以供重建所述被测物体表面的三维信息。

在一些实施例中，还包括：判断两组投影图像组是否为不同投影图像组，具体包括：

基于两组投影图像的数量或条纹位置或条纹宽度，判断两组投影图像是否相同；

当两组投影图像的数量或条纹位置或条纹宽度不同时，确定两组投影图像不同；

其中，所述不同投影图像组包括实现一帧三维重建所需的投影图像的最小集合。

在一些实施例中，所述在三维测量中，进行不同投影图像组的周期性切换，以采集多个连续投影图像组，还包括：

将多个不同投影图像组的时间序列设定为周期性序列，以进行不同投影组的切换。

在一些实施例中，所述在三维测量中，进行不同投影图像组的随机性切换，以采集多个连续投影图像组，包括：