基于半周期条纹二值编码的FPGA三维测量系统

严飞, 田野, 王翔宇, 彭澎, 姚望, 刘银萍

集成电路与嵌入式系统 ›› 0

集成电路与嵌入式系统 ›› 0 DOI: 10.20193/j.ices2097-4191.2025.0153

基于半周期条纹二值编码的FPGA三维测量系统

  • 严飞, 田野, 王翔宇, 彭澎, 姚望, 刘银萍
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摘要

针对工业领域对高效率、低功耗的嵌入式三维测量系统的迫切需求,设计了一种基于半周期条纹二值编码算法架构的FPGA三维测量系统,首先通过相机控制模块采集结构光图像,并对图像进行缓存和滤波预处理。随后利用FPGA并行运算的优势实现了包裹相位、相位展开和三维重建等关键算法模块的硬件加速。最后通过千兆以太网模块将重建结果传输至上位机进行可视化显示,构建了完整的嵌入式三维测量流程。实验表明,所提系统在处理单组720*540分辨率的图像单次重建速度为4ms,系统功耗为1.687W,对标准小球测量的拟合误差为0.0532mm,可见该系统在保持低功耗的同时具有良好的鲁棒性与实用性,为嵌入式三维测量系统的实现提供了可行的解决方案。

关键词

三维测量 / FPGA / 二值编码 / 结构光 / 互补格雷码

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严飞, 田野, 王翔宇, 彭澎, 姚望, 刘银萍. 基于半周期条纹二值编码的FPGA三维测量系统[J]. 集成电路与嵌入式系统. 0 https://doi.org/10.20193/j.ices2097-4191.2025.0153

基金

江苏省产业前瞻与关键核心技术重点项目(No. BE2020006-2); 国家自然科学基金(No. 61605083)

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