Ｃａｃｈｅ：２５６Ｋ×８位。片上外设：３２位定时器、ＭｃＢＳＰ；ＭｃＡＳＰ、Ｖｉｄｅｏ　Ｐｏｒｔ、ＶＩＣ、ＰＣＩ、ＩＩＣ、ＧＰＩＯ、ＥＭＡＣ＆ＭＤＩＯ、１６／３２位ＨＰＩ。外扩ＳＤＲＡＭ，容量４Ｍ

参考平面的垂直距离，Ｄ是相机中心和投影仪中心间的距离，φCA为Ｃ点相对于Ａ点的相位值。

×６４位。外扩Ｆｌａｓｈ，容量为４Ｍ×８位。４路标准ＰＡＬ

或ＮＴＳＣ制模拟视频输入（ＣＶＢＳ复合视频信号或Ｓ端子信号输入），１路标准ＰＡＬ／ＮＴＳＣ制模拟视频输出（ＣＶＢＳ复合视频信号或Ｓ端子信号输出）。嵌入式系统中的ＳＡＡ７１１３Ｈ芯片是一款高性能视频解码器，可将ＮＴＳＣ、ＰＡＬ等视频信号转换成数字色差信号（ＹＵＶ４：２：２），支持两路组合信号或者一个Ｓ端子输入。输出格式为ＩＴＵ－Ｒ　ＢＴ．６５６。

图２　　结构光法基本原理示意图

从式（１）可以看出，结构光法测量物体深度的关键是求解出包含物体深度信息的相位分布值，常用的求解光栅图像相位分布的方法有傅立叶变化法、时域卷积滤波法以及相移法等等［５］。相移法是目前公认的最有效、最可靠的方法，其实质是在时间轴上的逐点运算，采用多幅图像由光强得到的相位，计算量少，并且图像的阴

图１　以DM642为核心的系统结构

影区域容易区分，具有一定的抗静态噪声的能力，因此本文采用相移法来求解相位［６，７］。

使用正弦强度分布的数码光栅，获取图像的灰度Ｉ与相位φ之间的关系可表示成：

２．２　　结构光三维成像原理

结构光法的基本原理是将一定模式的光（如光栅等）照射到被测物体的表面，然后由摄像头拍摄反射光的图像，通过图像在平面的对应关系来获取物体表面上点的实际位置。在本系统中，实现时需要先标定系统，把投影机和相机的位置固定好后，将１３幅光栅（４幅正弦光栅，７幅格雷编码光栅）投到参考面上，用相机采集这１３幅图存储在ＳＤ卡上。这样参考平面就可以固定的存在ＳＤ卡中，每次启动系统时先把参考平面读到内存中，不必要每次都先采集参考平面，提高了效率。图２给出了结构光法的基本原理示意图，测量时，一束光栅从一定角度照射到被测物体表面，ＣＣＤ摄像机同时获取物体表面的图像信息，给定参考平面的高度为０，则被测物体表面到参考平面的高度可由下面的公式计算得到［４］：

I(x,y)=I′(x,y)+I′′(x,y)cos(φ(x,y)+δ)　　　　（２）

其中I′(x,y)为图像的平均灰度，I′′(x,y)为灰度模数，δ为相位模数。因为I′′(x,y)，δ和φ(x,y)均为未知数，所以至少需要三组独立的方程才可以求解。以９０度作为相移角度，用ＣＣＤ摄取４张投影图像，则可计算得到相位［８］：

I I

φ(x,y)=tan 1 42 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（３）

I1 I3

如果相移和测量都不存在误差，则上面的过程可精确计算出相位，但实际上由于相移器的非线性误差、测量误差以及其他随机因素的影响，式（３）计算出来的结果会出现较大的误差，为了提高相位测量精度，可以采集多幅相移条纹图像，用优化系统方法进行相位计算，详细过程可参考文献［６，７］。

在式（１）中还有两个未知的常量L和

2πD

需要我们P

L CA

h(x,y)=

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１） CA+

P

其中真正的高度是－h(x,y)，坐标为h(x,y)，P是光栅条纹投射至参考平面的有效波长，Ｌ是相机距离

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