基于振镜的结构光编码条纹光栅图案生成方法与流程

技术特征：
1.一种基于振镜的正弦编码条纹光栅图案生成方法，其特征是，所述生成方法利用激光器、激光器驱动模块、振镜、振镜电机、振镜电机驱动模块、fpga控制模块实现，激光器与激光器驱动模块相连接，振镜电机驱动连接振镜，振镜电机驱动模块与振镜电机相连接；fpga控制模块分别与激光器驱动模块相连接；所述生成方法包括以下步骤：(1)预投射的正弦编码条纹光栅图案相关参数：条纹栅格数为n，图案分辨率为p，条纹初始相位为b；根据振镜工作距离l，正弦编码的条纹光栅图案长度d，计算出振镜的工作角度θ根据振镜电机的最大工作角度θ、振镜电机最小步进角计算出正弦编码条纹光栅图案下振镜电机的工作步数s1：(2)结合分辨率p，计算出最小分辨率下电机的工作步数s2为一个条纹周期内的最小分辨率的线条数量计算出一个条纹周期内振镜电机的工作步数s3为(3)以步骤2中计算出的单周期内振镜电机的工作步数s3作为变化量，带入激光光强量化正弦函数公式y＝sin(x b)y＝sin(x b)式中：y为单周期内不同相位下对应的激光光强，y∈[
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1，1]；对y值做调整即进行相移操作，将y值加1后，使y值在0
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2之间变化；(4)将激光器的光强量化，使激光器的激光强弱能够在量化范围内呈线性变化，具体为：将步骤(3)中的y∈[0，2]量化为光强亮度且取值0
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255，255代表激光器打开到最亮，0代表关闭激光器，将振镜电机的工作角度θ量化为0
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65535，得到振镜电机步进角
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激光器的
光强y的线性关系，具体为：投射n条正弦结构光，投射的每条正弦结构光需要振镜步进65535/n步，即正弦结构光的周期为65535/n，拟合出值域为0
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255、周期为65535/n的正弦曲线；由此建立激光光强y与振镜电机步进角的lut表；(5)根据步骤4中得到的关联光强y与振镜工作步进角的lut表，利用fpga控制模块，在相机一帧图像的曝光时间内，同步控制激光和振镜工作，fpga控制模块根据控制电流的大小线性控制激光器的亮暗，投射出正弦编码的条纹光栅图。2.根据权利要求1所述的基于振镜的正弦编码条纹光栅图案生成方法，其特征是，所述激光器为使用鲍威尔棱镜的一字激光器。3.一种基于振镜的格雷码编码条纹光栅图案生成方法，其特征是，所述生成方法利用激光器、激光器驱动模块、振镜、振镜电机、振镜电机驱动模块、fpga控制模块实现，激光器与激光器驱动模块相连接，振镜电机驱动连接振镜，振镜电机驱动模块与振镜电机相连接；fpga控制模块分别与激光器驱动模块相连接；所述生成方法包括以下步骤：(1)预投射的格雷码编码条纹光栅图案相关参数：格雷码级数为n，图案分辨率为p；根据振镜工作距离l，投射图案长度为d，计算出振镜的工作角度θ根据振镜电机的最大工作角度θ、振镜电机最小步进角计算格雷码编码条纹光栅图案下振镜电机的工作步数(2)结合格雷码编码条纹光栅图案分辨率p，计算出最小分辨率下振镜电机的工作步数为格雷码图案中单个白色或黑色条纹内的最小分辨率的线条数量计算出单个白色或黑色条纹内振镜电机的工作步数为(3)格雷码图案只包含纯黑和纯白两种条纹，纯黑代表激光器关闭，纯白代表激光器最亮，即激光器只工作在0和1两种状态；将激光器的0和1两种状态量化为对应的光强为0和255，将振镜电机的工作角度θ量化为0
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65535，得到振镜电机步进角
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激光光强y的线性关系，由此建立激光光强与振镜电机步进角的lut表；(4)根据步骤3中得到的关联光强与振镜工作角度的lut表，使用fpga控制模块同步控制激光和振镜工作，fpga控制模块根据控制电流的大小线性控制激光器的亮暗，即可投射
出格雷码编码条纹光栅图案。4.根据权利要求3所述的基于振镜的格雷码编码条纹光栅图案生成方法，其特征是，所述激光器为使用鲍威尔棱镜的一字激光器。

技术总结
本发明属于结构光投影技术领域，具体涉及一种基于振镜的结构光编码条纹光栅图案生成方法：利用激光器、激光器驱动模块、振镜、振镜电机、振镜电机驱动模块、FPGA控制模块实现，激光器与激光器驱动模块相连接，振镜电机驱动连接振镜，振镜电机驱动模块与振镜电机相连接；FPGA控制模块分别与激光器驱动模块相连接。采用FPGA控制模块完全同步地控制激光器和振镜工作，通过预设的LUT表，将激光器的亮度与振镜的最小转角一一对应，在相机一帧图像的曝光时间内，精准的结构光编码条纹光栅图案。本发明解决DLP光机成本高的技术问题。解决DLP光机成本高的技术问题。解决DLP光机成本高的技术问题。


技术研发人员：徐志飞
受保护的技术使用者：江苏珩图智能科技有限公司
技术研发日：2021.02.10
技术公布日：2021/11/25