触发CCD拍摄单元曝光，以使结构光发生器投影和拍摄单元的采集操作同步进行。拍摄单元通过r j45千兆网口将采集到的投影图像数据传输到FPGA芯片，优选的，投影图像数据为Gige Vison协议视频图像数据。为得到清晰完整的投影图像数据，传感器I和传感器2的结构光发生器会向物体投射多幅相同或不同的投影图片。在本步骤中，传感器I的结构光发生器以第一周期为时间间隔向物体投射共13幅投影图片，优选的，第一周期的数值取值为200毫秒。传感器I的结构光发生器每投射一张投影图片时，FPGA芯片输入一 TTL高电平信号触发CCD拍摄单元曝光，采集投影图像数据，直至投射完13幅投影图片。在传感器I的结构光发生器和拍摄单元的投影及采集操作完成后，进入步骤S302。
[0037]S302:控制另一结构光发生器向物体再次投影的同时，控制另一拍摄单元获取物体的投影图像。
[0038]在本步骤中，FPGA芯片控制传感器2执行与传感器I相同的操作。进入步骤S303。
[0039]S303:控制一驱动装置以带动两个结构光发生器和两个拍摄单元以物体为轴、以第二周期为时间间隔转动一角度后，结构光发生器和拍摄单元继续投射和采集，直至旋转一周O
[0040]为得到完整的物体三维扫描图像，需要使结构光发生器和拍摄单元围绕物体旋转一周。FPGA芯片通过D-sub25接口连接一驱动装置和一优化装置，该驱动装置通常是步进电机，步进电机连接传感器I和传感器2。该优化装置在CCD拍摄单元采集投影图像数据时提供柔光环境。FPGA芯片控制步进电机，使传感器I和传感器2整体以物体为轴、以第二周期为时间间隔转动一固定角度，然后继续进行步骤S301和步骤S302中的操作。第二周期至少为前述第一周期市场的13倍。该步进电机驱动传感器I和传感器2旋转一周后，投影图像数据采集完成，进入步骤S304。
[0041]S304:对投影图像数据进行处理。
[0042]待拍摄单元采集到全部投影图像数据后，通过rj45千兆网口传输到FPGA芯片，FPGA芯片对数据进行Bayer色彩还原、色彩空间转换和相位展开的处理后打包数据，通过rj45千兆网口传输到计算机，以得到最终的三维扫描图像。
[0043]为防止投影图像数据丢失，在传感器I和传感器2的拍摄单元与FPGA芯片之间设置第一存储器，投影图像数据经第一存储器打包后传输到FPGA芯片进行Bayer色彩还原、色彩空间转换和相位展开的数据处理，然后将处理过得投影图像数据传输到第二存储器，由第二存储器传输到计算机以合成三维扫描图形。
[0044]可以理解的是，上述步骤并不以顺序为限，例如，所述步骤S304还可以是在步骤S303之前执行。
[0045]相对于现有技术，本发明提供的一种基于FPGA的三维扫描控制方法通过FPGA芯片控制2个结构光发生器向物体投射投影图片，同时控制与结构光发生器相应的拍摄单元获取该投影图像，确保投影和采集的同步性；同时采集到的投影图像数据经过FPGA芯片进行数据处理后打包传输到计算机，保证三维数据的完整性；由于FPGA芯片的良好的系统扩展性能，可集成多个系统进行三维数据采集，节省成本和设备占用空间。
[0046]以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种基于FPGA的三维扫描控制装置，用于控制三维扫描仪进行扫描，其特征在于，包括: 第一投影控制模块，用于控制一结构光发生单元向物体投影； 第一图像采集控制模块，用于在所述第一投影控制模块进行投影的同时，控制一拍摄单元获取所述物体的投影图像； 第二投影控制模块，用于控制另一结构光发生单元向该物体再次投影； 第二图像采集控制模块，用于在所述第二投影控制模块进行投影的同时，控制相应的拍摄单元再次获取所述物体的投影图像；以及 数据处理模块，用于对所采集到的投影图像进行处理。2.根据权利要求1所述的基于FPGA的三维扫描控制装置，其特征在于，所述第一投影控制模块和所述第二投影控制模块通过第一接口连接所述结构光发生单元；通过第一信号触发所述第一图像采集控制模块和所述第二图像采集控制模块控制相应所述拍摄单元采集所述投影图像，所述第一图像采集控制模块和所述第二图像采集控制模块通过第二接口连接所述拍摄单元，以采集所述投影图像数据。3.根据权利要求2所述的基于FPGA的三维扫描控制装置，其特征在于，所述结构光发生单元向所述物体投影时，投射一幅或两幅以上的相同或不同的投影图片；当投射两幅以上所述投影图片时，所述结构光发生单元以第一周期为间隔向所述物体依次投射所有投射图片，且所述第二投影控制模块连接的结构光发生单元在所述第一投影控制模块完成投影后，以所述第一周期为间隔向所述物体依次投射所有投射图片。4.根据权利要求3所述的基于FPGA的三维扫描控制装置，其特征在于，所述基于FPGA的三维扫描控制装置通过所述第二接口连接一计算机，以对所述投影图像数据进行处理得到所述物体的三维扫描图像。5.根据权利要求1所述的基于FPGA的三维扫描控制装置，进一步包括驱动模块和优化模块，所述驱动模块通过第三接口连接所述结构光发生单元和所述拍摄单元，优化模块通过所述第三接口连接所述拍摄单元； 其中，所述驱动模块用于驱动所述结构光发生单元和所述拍摄单元，以所述物体为轴、以第二周期为时间间隔转动一角度，直至旋转一周；所述优化模块用于为所述拍摄单元采集所述投影图像时提供柔光环境。6.一种基于FPGA的三维扫描控制方法，其特征在于，包括: 控制一结构光发生器向物体投影的同时，控制一拍摄单元获取所述物体的投影图像； 控制另一结构光发生器向所述物体再次投影的同时，控制另一拍摄单元获取所述物体的投影图像； 对所述投影图像数据进行处理。7.根据权利要求6所述的基于FPGA的三维扫描控制方法，其特征在于，在所述控制结构光发生器向物体投影的步骤中，所述结构光发生器向所述物体投射一幅或两幅以上的相同或不同的投影图片，且投射两幅以上投射图片时，所述结构光发生器以第一周期为间隔向所述物体依次投射所有投射图片，另一所述结构光发生器在前一结构光发生器完成投影后以所述第一周期为间隔向所述物体依次投射所有投射图片。8.根据权利要求7所述的基于FPGA的三维扫描控制方法，其特征在于，在所述对所述投影图像数据进行处理的步骤之后，进一步包括:将处理后的投影图像数据传输到一计算机，所述计算机对所述投影图像数据处理得到三维扫描图像。9.根据权利要求8所述的基于FPGA的三维扫描控制方法，在对所述投影图像数据进行处理的步骤中，所述拍摄单元将所述投影图像数据传输到第一存储器，由所述第一存储器传输到所述数据处理模块进行处理，然后将处理后的数据传输到第二存储器，由所述第二存储器传输到所述计算机。10.根据权利要求7所述的基于FPGA的三维扫描控制方法，其特征在于，在所述控制拍摄单元获取所述物体的投影图像的步骤之后，进一步包括:控制一驱动装置以带动所述结构光发生器和所述拍摄单元以所述物体为轴、以第二周期为时间间隔转动一角度，且持续驱动所述结构光发生器和所述拍摄单元继续投射和采集，直至旋转一周，同时为采集所述投影图像提供柔光环境。
【专利摘要】本发明公开了一种基于FPGA的三维扫描控制装置和方法，用于控制三维扫描仪进行扫描，该三维扫描控制装置包括：第一投影控制模块，用于控制一结构光发生单元向物体投影；第一图像采集控制模块，用于在第一投影控制模块进行投影的同时，控制一拍摄单元获取物体的投影图像；第二投影控制模块，用于控制另一结构光发生单元向该物体再次投影；第二图像采集控制模块，用于在第二投影控制模块进行投影的同时，控制相应的拍摄单元再次获取物体的投影图像；以及数据处理模块，用于对所采集到的投影图像进行数据处理。通过本发明的三维扫描控制装置，能够提高三维数据处理的准确性，避免丢包现象，且优化硬件结构、节省成本及装置的占用空间。
【IPC分类】G01B11/25, G05B19/042
【公开号】CN104990518
【申请号】CN201510410354
【发明人】向开兵, 田福鹤, 陈海龙, 朱鸿琛, 何懂
【申请人】深圳市易尚展示股份有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月13日