所示，在圖3中，X軸為第O至1279像素，表示行；Y軸為第O至1023像素，表示列。每一像素的坐標(biāo)以(x，y)表示，其中X表示行，y表示列，從圖3中可看出，LCOS投影機投影的正弦條紋8的每一列上的各像素灰度相等，各列的灰度以正弦曲線變化。
[0030]第一 LCOS投影機4、第二 LCOS投影機5、第三LCOS投影機及第四LCOS投影機被配置為第一 LCOS投影機4及第二 LCOS投影機5投影的正弦條紋8重合，第三LCOS投影機及第四LCOS投影機投影的正弦條紋8重合，且與第一 LCOS投影機4及第二 LCOS投影機5投影的正弦條紋8垂直交叉重疊。四幅正弦條紋8將形成一個共同重合區(qū)域，該共同重合區(qū)域為正方形。被測物7應(yīng)盡可能完全置于該共同重合區(qū)域內(nèi)。由于兩幅正弦條紋8完全一樣，當(dāng)兩幅正弦條紋8重合后，重合的條紋圖案中每個像素的灰度都將是原來的兩倍，其實質(zhì)是兩幅正弦條紋8重合后，將形成新的正弦條紋，新的正弦條紋與兩幅正弦條紋8相比，相位相同、周期相同，但振幅變?yōu)樵瓉淼膬杀丁Ｓ钟捎诘谌齃COS投影機及第四LCOS投影機投影的正弦條紋8重合后形成的新的正弦條紋與第一 LCOS投影機4及第二 LCOS投影機5投影的正弦條紋8重合后形成的新的正弦條紋垂直相交，相當(dāng)于兩幅新的正弦條紋正交，因此，四幅正弦條紋8的共同重合區(qū)域中每一個像素的灰度為四幅正弦條紋8中該像素的灰度之和，根據(jù)兩幅新的正弦條紋之間的正交關(guān)系、左右兩幅正弦條紋8的重合關(guān)系及前后兩幅正弦條紋8的重合關(guān)系可得到四幅正弦條紋8中每一像素的灰度。圖像分析及控制系統(tǒng)9可一次性提取四幅正弦條紋8的共同重合區(qū)域，并根據(jù)上述各關(guān)系將該共同重合區(qū)域中的四幅正弦條紋分離，即從該共同重合區(qū)域中分別提取出第一 LCOS投影機4、第二LCOS投影機5、第三LCOS投影機及第四LCOS投影機投影的正弦條紋8。
[0031]第一 LCOS投影機4、第二 LCOS投影機5、第三LCOS投影機及第四LCOS投影機的鏡頭前端均安裝有用于聚光的光學(xué)透鏡組，可將各LCOS投影機產(chǎn)生的條紋聚合得清晰，讓投射到被測物7上的條紋上的每個像素準(zhǔn)確定位。相機6的鏡頭可采用遠(yuǎn)心鏡頭，以消除由于被測物7上各像素離鏡頭距離的遠(yuǎn)近不一致，造成放大倍率不一樣的問題。
[0032]為使前、后、左、右四部LCOS投影機同時投影，且圖像分析及控制系統(tǒng)9能按照上述原理進(jìn)行計算，要求四部LCOS投影機投影的正弦條紋8要像素交合，無像素離合。由于四部LCOS投影機是從被測物7的前、后、左、右四個方向?qū)Ρ粶y物7進(jìn)行投影，必然采用斜投影方式。斜投影的條紋在投影區(qū)域會形成近小遠(yuǎn)大的情況，因此，需要合理配置投射角度和配置LCOS投影機鏡頭組的參數(shù)以矯正投影到第一平面I上的正弦條紋的形狀，使其為規(guī)則的矩形的正弦條紋圖，即正弦條紋8在第一平面I上形成的是矩形的正弦條紋。這樣才能使得第一 LCOS投影機4及第二 LCOS投影機5投影的正弦條紋8重合，第三LCOS投影機及第四LCOS投影機投影的正弦條紋8重合，且與第一 LCOS投影機4及第二 LCOS投影機5投影的正弦條紋8垂直交叉重疊。圖4及圖5分別為未控制投射角度時與合理控制投射角度時四幅正弦條紋8的共同重合區(qū)域重合效果示意圖。從圖4中可以看出，未控制投射角度時，投射的各條紋會失焦和變形，不能很好重合。圖5中，通過合理控制LCOS投影機的投射角度，在各LCOS投射角度都為30度(即各LCOS投影機的投影方向與垂直于第一平面I的方向成30度夾角)時，得到的各條紋圖案是沒有失焦和變形的，能夠準(zhǔn)確重合。
[0033]第一 LCOS投影機4、第二 LCOS投影機5、第三LCOS投影機及第四LCOS投影機與相機6連接，可在向平面投影相同的正弦條紋8的同時，通過同步信號觸發(fā)相機6同步對被測物7曝光，以采集所有正弦條紋8的共同重合區(qū)域。
[0034]只采集一個相位的正弦條紋8不能得到準(zhǔn)確的三維測量結(jié)果，因此，需要移動正弦條紋8的相位，多次對被測物7進(jìn)行投影及取像。在本實施例中，正弦條紋8包括四個相位，分別為O度相位、90度相位、180度相位及270度相位。同一時刻第一 LCOS投影機4、第二 LCOS投影機5、第三LCOS投影機及第四LCOS投影機投影其中的同一個相位的正弦條紋8，直到所有四個相位的正弦條紋8投影完。對于每個相位的正弦條紋8，圖像分析及控制系統(tǒng)9均按照前述原理一次性提取四幅正弦條紋8的共同重合區(qū)域，并根據(jù)上述各關(guān)系從該共同重合區(qū)域中分別提取出第一 LCOS投影機4、第二 LCOS投影機5、第三LCOS投影機及第四LCOS投影機投影的正弦條紋8，最后再根據(jù)第一 LCOS投影機4、第二 LCOS投影機5、第三LCOS投影機及第四LCOS投影機投影的各相位的正弦條紋8得出該被測物7的三維測量結(jié)果。
[0035]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種可從多方位對被測物同時投影的三維測量系統(tǒng)，用于對放置在第一平面上的被測物進(jìn)行三維測量，其特征在于，包括圖像分析及控制系統(tǒng)、相機、第一 LCOS投影機、第二LCOS投影機、第三LCOS投影機及第四LCOS投影機； 所述第一 LCOS投影機、第二 LCOS投影機、第三LCOS投影機及第四LCOS投影機相同，被分別配置在所述被測物的前、后、左、右四個方向，且各自的LCOS芯片的發(fā)光面與所述第一平面平行且均位于與所述第一平面平行的第二平面上； 所述圖像分析及控制系統(tǒng)用于控制所述第一 LCOS投影機、第二 LCOS投影機、第三LCOS投影機及第四LCOS投影機向所述被測物同時投影同一幅正弦條紋； 所述第一 LCOS投影機、第二 LCOS投影機、第三LCOS投影機及第四LCOS投影機被配置為所述第一 LCOS投影機及第二 LCOS投影機投影的正弦條紋重合，所述第三LCOS投影機及第四LCOS投影機投影的正弦條紋重合，且與所述第一 LCOS投影機及第二 LCOS投影機投影的正弦條紋垂直交叉重疊； 所述圖像分析及控制系統(tǒng)還用于通過所述相機采集所有正弦條紋的共同重合區(qū)域，并從該共同重合區(qū)域中分別提取出所述第一 LCOS投影機、第二 LCOS投影機、第三LCOS投影機及第四LCOS投影機投影的正弦條紋。2.如權(quán)利要求1所述的三維測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一LCOS投影機、第二 LCOS投影機、第三LCOS投影機及第四LCOS投影機的鏡頭前端均安裝有用于聚光的光學(xué)透鏡組。3.如權(quán)利要求1所述的三維測量系統(tǒng)，其特征在于，所述相機的鏡頭為遠(yuǎn)心鏡頭。4.如權(quán)利要求1所述的三維測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一LCOS投影機、第二 LCOS投影機、第三LCOS投影機及第四LCOS投影機與所述相機連接，還用于在向所述平面投影相同的正弦條紋的同時，通過同步信號觸發(fā)所述相機同步對所述被測物曝光，以采集所有正弦條紋的共同重合區(qū)域。5.如權(quán)利要求1所述的三維測量系統(tǒng)，其特征在于，所述正弦條紋包括四個相位，分別為O度相位、90度相位、180度相位及270度相位；同一時刻所述第一 LCOS投影機、第二LCOS投影機、第三LCOS投影機及第四LCOS投影機投影其中的同一個相位的正弦條紋圖。6.如權(quán)利要求1所述的三維測量系統(tǒng)，其特征在于，所述LCOS芯片的分辨率為1280*1080。7.如權(quán)利要求1所述的三維測量系統(tǒng)，其特征在于，所述正弦條紋在所述平面形成的圖形為矩形的正弦條紋圖案。
【專利摘要】本實用新型涉及三維測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可從多方位對被測物同時投影的三維測量系統(tǒng)。本實用新型利用四臺LCOS投影機從被測物的前、后、左、右四個方向?qū)Ρ粶y物同時投影同一幅正弦條紋，通過恰當(dāng)配置四臺LCOS投影機使得被測物左右的兩臺LCOS投影機投影的正弦條紋重合，被測物前后的兩臺投影機投影的正弦條紋也重合，且與被測物左右的兩臺LCOS投影機投影的正弦條紋垂直交叉重疊。一次性提取四幅正弦條紋的共同重合區(qū)域后，通過四幅正弦條紋之間的重合及正交關(guān)系即可將該共同重合區(qū)域中的四幅正弦條紋分離，從而大大縮短了三維成像時間，提高了三維測量效率。
【IPC分類】G01B11/25
【公開號】CN204902787
【申請?zhí)枴緾N201520356678
【發(fā)明人】陳昌科
【申請人】東莞市盟拓光電科技有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年5月27日