多线阵列激光三维扫描系统及多线阵列激光三维扫描方法

摘要

本发明提供了一种多线阵列激光三维扫描系统及多线阵列激光三维扫描方法，该系统通过可编程门阵列FPGA实现多线阵列激光三维扫描系统的精确同步和逻辑控制，采用线激光器阵列作为投影图案光源，通过可编程门阵列FPGA向立体视觉图像传感器和线激光器阵列发送触发信号，上位机接收到立体视觉图像传感器拍摄的图像对，并对该图像对中的激光线阵图案进行编码解码及三维重建，对被测物体表面特征点进行三维重建和不同时刻间三维特征点匹配对齐，采用光学跟踪技术对匹配计算进行预测和纠错，用于时域激光三维扫描数据的配准拼接，同时实时进行测量误差等级评估并反馈至误差反馈控制器做出调整指示，从而完成低成本、高效率、高可靠性和高精度的激光三维扫描。

主权项

一种多线阵列激光三维扫描系统，其特征在于，包括：多线阵列激光三维扫描设备和上位机，所述多线阵列激光三维扫描设备包括可编程门阵列FPGA、至少一个立体视觉图像传感器、线激光器阵列和误差反馈控制器，所述可编程门阵列FPGA与所述立体视觉图像传感器、线激光器阵列和误差反馈控制器分别相连，所述上位机分别与所述可编程门阵列FPGA和立体视觉图像传感器相连；所述可编程门阵列FPGA，用于向所述线激光器阵列发送第一触发信号，以使所述线激光阵列根据所述第一触发信号频闪照射被测物体的表面；所述可编程门阵列FPGA，还用于向所述立体视觉图像传感器发送第二触发信号，以使所述立体视觉图像传感器根据所述第二触发信号对被测物体进行曝光拍摄，并将拍摄的图像对发送至上位机；所述上位机，还用于对测量数据实时进行误差评估并将评估结果反馈至可编程门阵列FPGA；所述可编程门阵列FPGA，还用于在接收到所述上位机反馈的评估结果后，根据所述评估结果向所述误差反馈控制器发送控制信号，并根据所述评估结果调整所述激光三维扫描设备与被测物体的距离；所述上位机，还用于对所述立体视觉图像传感器拍摄的图像对中的激光线进行编码和解码；所述上位机，还用于对被测物体图像对中的特征点以及所述被测物体的表面反射的激光线进行三维重建；所述上位机，还用于以所述特征点为基准，将不同帧上的三维激光线数据配准到同一坐标系中生成形面点云。