结构光3D相机dlp投影和散斑点激光投射选择


结构光3D相机主要分成软件和硬件两块,其中硬件系统的目的是采集具有特征的图像,如结构光系统里带激光散斑点的物体图像,光栅投影系统中带dlp投影条纹的物体图像,选择其中一种都能得到理想的可高精度精测的图像。

1、散斑点激光投射:选择散斑点激光投射,结构光硬件系统的主要组成部分就是激光器与相机,其中激光器发射出的一般是一字可见光激光、散斑点激光、交叉线阵激光、多线激光,颜色主要有蓝、红、绿三种,相机一般采用工业相机。
2、dlp投影:选择dlp光栅投影,其系统中的主要器件是投影仪和相机,其中投影仪一般投影出频率不同的条纹图像,采用DLP数字投影仪,不采用日常生活中的激光投影仪。

工作原理
在硬件系统取得特征图像后,会经过软件系统,软件系统的作用是处理特征图像,得到所测对象的三维点云数据(根据需要对点云数据进行相应的操作,如可视化、特征提取、去噪、点云配准等)。主要组成部分是图像处理模块、标定模块、三维点云模块。图像处理模块的目的是提取相应信息,如结构光图像处理模块的作用是提取激光中心条纹,光栅投影图像处理模块的作用是提取相位。标定模块的作用相当于函数,输入图像处理得到的信息,输出真实的物理三维信息,这个函数是由硬件系统的参数构成的,如相机的参数,激光所在的光平面参数,投影仪的参数。三维点云模块的作用的数据整合,将得到的三维点云数据进行整合,重新组合成完整的三维信息。

结构光相机可以选择激光投射和dlp投影两种方式,其原理分别如下:
1、激光投射原理:散斑点是激光束通过特定DOE镜片引起的光强点随机分布的现象。结构光3D相机中,由于投影的光线经过被测物体表面的散反射,会在图像上形成一系列散斑图案。激光散斑点需要空间中进行一定的位移,通过观察散斑的位移变化,可以推导出被测物体表面的形状和深度信息。
2、dlp投影原理:DLP(Digital Light Processing)是一种基于微型投影仪的光学技术。使用DMD(DigitalMicromirror Device)芯片上的数百万个微小反射镜,可以精确地控制将条纹光投射到不同位置。结构光相机中,投影机会将一列光线或者光斑照射到被测物体上,通过DMD芯片上的微小反射镜特定位置的开闭来控制投射的光线。这样,可以在被测物体上形成一系列亮暗不同的条纹,可以在不移动投影仪的情况下,改变条纹的位置,适合于需要动态条纹变化和成本效益较高的应用。

 

总的来说,结构光3D相机的选择应基于具体的应用需求、成本预算、安全性考虑以及系统集成的便利性。DLP投影和散斑点激光投射各有其特点和适用场景,选择时应综合考虑上述因素。