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申请/专利权人：合肥工业大学

摘要：本发明公开了一种基于虚拟双目视觉的结构光3D扫描系统，包括平面镜、结构光投射器、相机和安装座，结构光投射器和相机均位于平面镜正面侧，安装座的两侧分别转动连接有球铰链，球铰链的外侧固定连接有导轨轴，导轨轴上套接有导轨滑动机构；平面镜和相机分别安装在两个导轨滑动机构上，平面镜和相机可分别实现水平移动和围绕垂直轴线的转动；安装座的顶面连接有结构光投射器滑动导轨，结构光投射器安装在结构光投射器滑动导轨的顶部，且结构光投射器可在结构光投射器滑动导轨上实现空间位姿调整。本发明通过一台相机即可虚拟出两台相机，且与两台相机实现的功能相同，极大地减少了实验所需要的成本，满足两幅图像的严格同步采集的要求。

主权项：1.一种基于虚拟双目视觉的结构光3D扫描系统，其特征在于：该3D扫描系统包括平面镜、结构光投射器、相机和安装座，所述结构光投射器和相机均位于平面镜正面侧，所述安装座的两侧分别转动连接有球铰链，并通过锁紧螺钉紧固于安装座内，球铰链的外侧固定连接有导轨轴，导轨轴上套接有导轨滑动机构；所述平面镜安装在一侧的导轨滑动机构上，所述相机安装在另一侧的导轨滑动机构上，且相机的摄像方向与平面镜的正面相对，平面镜和相机可分别在各自的导轨滑动机构上实现水平移动和围绕垂直轴线的转动；所述安装座的顶面连接有位于两个导轨滑动机构之间的结构光投射器滑动导轨，所述结构光投射器安装在结构光投射器滑动导轨的顶部，且结构光投射器可在结构光投射器滑动导轨上实现水平移动、垂直移动以及围绕水平轴线的转动；所述相机、结构光投射器和平面镜之间的相对位姿可调整，调整方法包括以下步骤：步骤1、将结构光投射器发出的结构光投射到被测物体表面，在被测物体的表面形成结构光；步骤2、将相机、结构光投射器和平面镜三个结构中的任意一个的位置设置为固定，而后调整其余两个结构的相对位置以及相对于已定结构的相对位置，使得相机的拍摄视场内可以同时拍摄到结构光和结构光在平面镜中成的像；步骤3、调整结构光投射器的位置，直到找到结构光和结构光在平面镜中成的像在相机的拍摄视场内，即相机拍摄的图像一部分是覆盖被测物体的结构光，一部分是平面镜，且平面镜占据相机拍摄视场内的一半区域并在拍摄视场内不居中；采用该基于虚拟双目视觉的结构光3D扫描系统实现图像信息预处理的方法包括以下步骤：S1、利用相机拍摄一副包含平面镜、平面镜上面的编码标志、结构光投射器投射在被测物体上的结构光以及结构光在平面镜中成的像的图像；S2、对拍摄的图像进行灰度化处理，得到一副灰度图像，并进行复制；S3、对复制的图像进行自适应性阈值二值化处理，得到一副二值化图像；S4、对二值化图像进行外形轮廓的提取，同时通过轮廓滤波算法剔除一些不太可能是编码标志的轮廓；S5、对拍摄得到包含平面镜以及平面镜上面的编码标志的图像进行透视变换；对得到的透视变换的图像再进行阈值化处理来分离白色位和黑色位，阈值化处理后的图像根据每个编码标志的大小和边界的大小被分为不同的格子，统计落在每个格子中的黑白像素数目区分是黑色位还是白色位来确定每个编码标志的比特位；S6、比特位提取后，提取每个编码标志的id编号，每个编码标志的编号互不相同，即定位编码标志在平面镜基准面中的位置，根据编码标志的位置并按其所在位置依次连接起来形成一个完整的边框；S7、将编码标志连接起来行成的框的外部赋黑，保留框的内部以此完成复杂背景的去除，去除复杂背景后得到的图像为定位到平面镜所在的区域，完成拍摄图像的预处理。

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