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日前,南京理工大学电子工程与光电技术学院左超教授,在实验室演示了他的最新科研成果——快速三维光学传感技术。该技术突破了传统结构光三维测量方法的若干速度瓶颈,使扫描速度大大提高,将测量对象从静止、缓变扩展到实时、高速甚至瞬态变化领域提供了一条有效途径。
据介绍,之所以能达到如此高的三维成像速度,秘诀在于他们所用的光学投影系统以及三维重建的方法。三维数据的获取主要有3个步骤,将结构光投影到待测物体上,通过照相机拍摄图像,再通过图像重构三维数据。“目前,现有技术,一秒最多只能向物体投射数十幅结构光,而我们的技术可以达到两万幅。”这个突破借助了他们设计的数字微镜阵列投影系统,在一个1厘米见方的平面上,设置了百万个角度可变的小镜子,拍摄过程中,这些小镜子能实现快速翻转,从而达到光学图案的快速切换。
该系统一秒钟可以实时拍摄120帧三维数据,比电视机的刷新频率要高5倍,而在当时,传统技术重构一幅三维图像需要数秒。最近,左超团队对该技术进行改良,通过条纹编码信息复用与极线约束的方式使成像效率得到了进一步提高。