一种三维成像控制方法及系统与流程

本发明涉及结构光三维成像领域，尤其涉及一种三维成像控制方法及系统。

背景技术：

1、目前，在结构光三维成像领域，通常采用显示屏或投影仪作为光源，通过一系列的投影图形照射到被检测物体上，并用相机拍摄被光源投影所覆盖的被测物体，再通过一定的结构光算法，对采集的一系列图像进行处理，从而实现结构光三维成像及检测，解决传统二维成像难以达到的检测问题。由于此类成像手段对于同一个被测物体一次成像需要多次投影和多次图像采集（可能为几次到二十几次），因此成像速度较慢。若要提高成像速度，则需要提升投影的输出速度、相机图像的采集速度，以及后端算法的运算速度。

2、通常，上述系统包括显示屏（或投影仪）、工业相机、控制主机（pc）等主要部分。一般由控制主机生成所需的投影图形，并通过视频接口输出到显示屏（或投影仪），再控制工业相机进行图像采集，并运行后续图像处理算法。然而，上述系统在提升成像速度方面存在下述问题：1，由于通常显示屏（或投影仪）均按某个固定的刷新频率工作（通常为60-120hz），因此投影的持续时间只能为刷新周期的整数倍，且投影的最高频率受限于屏幕的最高刷新频率，这样，当成像投影的所需时间较小时，由于上述限制，显示屏（或投影仪）上的显示图形也必须持续一定的时间方可显示下一图形，从而增加了额外的成像等待时间；2，当显示屏（或投影仪）切换不同图形时，由于自身像素灰度变化存在一定的延迟时间，因此若在投影图形尚未稳定时就进行相机拍摄，则将采集到图形混叠的错误图像，为了规避此问题，上述系统在投影一个新图形后，必须等待一段时间后方可进行相机拍摄，而等待时间只能通过pc的延迟加以控制，通常不太准确，因此等待时间需要取一个较大的稳定值，方能保证图像采集不出错。从而，进一步增加了成像时间。3，通常上述系统的“投影-采集”均为控制主机串行执行，因此还会增加额外的等待和处理延迟，从而导致成像速度难以提升。

3、针对现有技术中所存在的问题，提供一种三维成像控制方法及系统具有重要意义。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种三维成像控制方法及系统。

2、为实现上述目的，本发明的一种三维成像控制系统，包括投影采集控制器、显示设备、图形采集设备及控制主机；所述投影采集控制器包括主机控制接口、图形数据生成模块、触发时序控制模块，显示底层高速接口及i/o控制模块；所述主机控制接口具体用于配置投影所需的图形格式参数及发送启动命令；所述图形数据生成模块用于生成图形数据；所述显示底层高速接口具体用于将所述图形数据直接输出到所述显示设备；所述触发时序控制模块具体用于控制和调整输出触发脉冲的预设延迟时间；所述图形采集设备具体用于采集所述图形，并将所述图形输出至所述控制主机；

3、进一步地，所述图形数据生成模块具体用于通过底层硬件的方式生成图形数据；

4、进一步地，所述显示底层高速接口具体为lvds或displayport高速接口，所述显示底层高速接口具体为将所述图形数据直接通过所述lvds或displayport高速接口输出到所述显示设备；

5、进一步地，所述显示设备具体为显示屏或投影仪；

6、进一步地，所述控制主机具体为电脑，平板电脑，手机等智能设备；

7、本发明还提供一种三维成像控制方法，所述方法具体包括以下步骤：步骤一，配置投影所需的图形格式参数；步骤二，发送启动命令；步骤三，生成图形数据并通过底层硬件将图形数据输出到显示设备；步骤四，在预设延迟时间后，输出触发脉冲并采集图形；步骤五，完成图形曝光，并输出所述图形；

8、进一步地，在所述步骤五之后还包括：步骤六，在所述图形显示的持续时间结束后，重复步骤三至步骤五，直至全部图形投影完成；

9、进一步地，所述图形格式参数具体包括图形数量，图形显示持续时间，输出脉冲的宽度和延迟时间参数；

10、进一步地，所述步骤四，在预设延迟时间后，输出出发脉冲并采集图形，具体为：步骤四，在预设延迟时间后，输出触发脉冲至图形采集设备，所述图形采集设备启动图形采集；

11、进一步地，所述步骤六中所述图形显示的持续时间不小于步骤五中所述图形曝光的曝光时间。

12、本发明所述的三维成像控制方法及系统，通过创新的设置显示底层高速接口，实现了硬件底层高速接口传输图形数据的方式，以及通过相机硬触发脉冲的精确控制，显著提升了三维成像的效率和准确性。具体而言，本系统通过主机控制接口灵活配置投影图形的各项参数，完成控制器的初始化配置。在发送启动命令后，控制器迅速生成图形数据，并通过底层高速接口将图形快速传输至显示器或投影仪，极大缩短了数据的传输和转换时间，加快了图形内容的更新速率。此外，本系统消除了固定刷新频率的限制，主控芯片可在图形显示的任意时间间隔内，且在相机曝光完成后，立即更新下一帧图形，从而确保了显示图形持续时间的最小化。通过相机硬触发脉冲的控制方式，本系统进一步提高了相机采集控制的同步性，消除了软件控制可能引入的额外延迟时间。同时，对相机硬触发脉冲的延迟时间进行精细控制，有效规避了显示屏或投影仪的不稳定显示区间，从而彻底解决了相机采集图像的混叠问题。这些创新设计共同为三维成像带来了更高效、更精准的控制效果，为相关领域的应用提供了强有力的技术支持。

技术特征：

1.一种三维成像控制系统，其特征在于，包括投影采集控制器、显示设备、图形采集设备及控制主机；

2.如权利要求1所述的三维成像控制系统，其特征在于，所述图形数据生成模块具体用于通过底层硬件的方式生成图形数据。

3.如权利要求1所述的三维成像控制系统，其特征在于，所述显示底层高速接口具体为lvds或displayport高速接口，所述显示底层高速接口具体为将所述图形数据直接通过所述lvds或displayport高速接口输出到所述显示设备。

4.如权利要求1所述的三维成像控制系统，其特征在于，所述显示设备具体为显示屏或投影仪。

5.如权利要求1所述的三维成像控制系统，其特征在于，所述控制主机具体为电脑，平板电脑，手机等智能设备。

6.一种三维成像控制方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的三维成像控制方法，其特征在于，在所述步骤五之后还包括：

8.如权利要求6所述的三维成像控制方法，其特征在于，所述图形格式参数具体包括图形数量，图形显示持续时间，输出脉冲的宽度和延迟时间参数。

9.如权利要求6所述的三维成像控制方法，其特征在于，所述步骤四，在预设延迟时间后，输出出发脉冲并采集图形，具体为：

10.如权利要求7所述的三维成像控制方法，其特征在于，所述步骤六中所述图形显示的持续时间不小于步骤五中所述图形曝光的曝光时间。

技术总结本发明公开了一种三维成像控制方法及系统，所述方法具体包括以下步骤：步骤一，配置投影所需的图形格式参数；步骤二，发送启动命令；步骤三，生成图形数据并通过底层硬件将图形数据输出到显示设备；步骤四，在预设延迟时间后，输出触发脉冲并采集图形；步骤五，完成图形曝光，并输出所述图形。采用本发明的三维成像控制方法及系统，通过创新的设置显示底层高速接口，实现了硬件底层高速接口传输图形数据的方式，以及通过相机硬触发脉冲的精确控制，显著提升了三维成像的效率和准确性。技术研发人员：马元巍,林进发,潘正颐,侯大为受保护的技术使用者：常州微亿智造科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25