[发明专利]一种结构光三维测量算法的嵌入式实现系统及方法

摘要

本发明属于视觉重建技术领域，公开了一种结构光三维测量算法的嵌入式实现系统及方法，其系统包含多个并列的不同频率的相位计算模块，以及依次连接的相位展开模块、相位矫正模块、相位匹配模块与三维重建模块；上述的各不同频率的相位计算模块，以及相位展开模块、相位矫正模块、相位匹配模块与三维重建模块基于FPGA实现；其方法基于其嵌入式实现系统，实现了多个不同频率的相位计算、相位展开、相位矫正、相位匹配与三维重建完整的算法流程；该嵌入式实现系统所有的模块基于全流水线与前端并行的原则，实现了每个像素点三维数据按照系统时钟依次输出、且尽可能短的初始流水延迟；并具有低功耗、易于在产线中集成的特点。

主权项

1.一种结构光三维测量算法的嵌入式实现系统，其特征在于，包含多个并列的不同频率的相位计算模块、相位展开模块、相位矫正模块、相位匹配模块与三维重建模块；所述的多个并列的不同频率的相位计算模块、相位展开模块、相位矫正模块、相位匹配模块与三维重建模块基于FPGA实现；/n所述相位计算模块用于计算获得CCD相机采集到的图像中每个像素的相位初值与信噪比；/n所述相位展开模块用于对相位计算的结果进行相位展开，获取在水平上具有唯一性的绝对相位值；/n所述相位矫正模块用于根据标定的畸变参数对相位展开模块获得的绝对相位值进行像素坐标变换，输出矫正完毕的相位值；/n所述位匹配模块用于利用所述的绝对相位值来查找双目图像的对应点；将矫正后的双目绝对相位值进行相同行的二分法查找，找到对应最接近的位置；并利用线性差值得到其对应的亚像素位置，输出每组对应点的位置；/n所述三维重建模块用于利用每组对应点的位置关系，采用三角测量算法得到每个点的三维坐标；并用于利用所述的信噪比值进行有效性判决，找出信噪比值低于阈值的像素并在输出时对该像素的三维点坐标不予输出；/n其多个并列的不同频率的相位计算模块以及与相位计算模块依次连接的相位展开模块、相位矫正模块、相位匹配模块与三维重建模块所构成的架构中，所有的模块基于全流水线与前端并行的原则，实现多个不同频率的相位计算、相位展开、相位矫正、相位匹配与三维重建完整的算法流程；使得每个像素点三维数据按照系统时钟依次输出、且尽可能短的初始流水延迟以获得三维点云的实时输出。/n