互相交叉的激光线-结构光光源图案


结构光技术是一种非接触式的三维测量技术,它通过投射特定的光源图案到物体上,并利用相机从一定角度捕捉这些光源图案在物体表面的变形,从而计算出物体的三维形状,发射端的光源主要有激光光源和LED光源。

结构光的作用
结构光技术的主要作用是获取物体的三维信息。投射特定的光源图案,可以测量物体表面的高度变化,进而重建物体的三维模型。这种技术广泛应用于工业检测、医疗成像、虚拟现实等领域。

测量原理
结构光测量是一种主动光学测量技术,它通过投射特定形状的激光光源(如平行线、交叉线阵、随机散斑点、网格等)到物体表面,然后利用相机捕捉这些光图案在物体表面的投影。
1、线激光光源
线激光光源产生的是一条直线形状的激光束,它可以投射到物体表面,形成一条清晰的激光线。
2、平行多线激光光源
这种光源能够产生多条平行的激光线,通常用于更复杂的二维或三维测量。
3、交叉线阵激光光源
交叉线阵激光光源产生的是一组交叉的激光线,这些线在物体表面相交,形成一个网状图案。
4、随机散斑点激光光源
随机散斑点激光光源投射的是一组随机分布的散斑点图案,激光点不规则且不会重叠。

由于物体表面的凹凸不平,这些光图案会发生相应的变形。结构光通过三角测量法,这是基于几何关系来确定物体三维信息的方法。它通常涉及到三个主要的坐标系:相机坐标系、图像坐标系和世界坐标系。

相机坐标系(OCXCYC):以相机的光心为原点,沿相机光轴方向建立的坐标系。
图像坐标系(oxy):以图像的中心为原点,与相机坐标系平行的二维坐标系。
世界坐标系(OwXwYw):用于描述物体在现实世界中的位置和方向。
通过三角定位原理,结合相机、结构光和物体之间的几何关系,可以确定物体的三维信息。