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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102997866A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102997866A(43)申请公布日2013.03.27(21)申请号201210499886.X(22)申请日2012.11.29(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区100084信箱82分箱清华大学专利办公室(72)发明人白净石璧尔张宾刘飞(74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司11245代理人徐宁关畅(51)Int.Cl.G01B11/25(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书44页页附图附图44页(54)发明名称一种物体表面三维轮廓重建方法及成像装置(57)摘要本发明涉及一种物体表面三维轮廓重建方法及成像装置,包括以下步骤:将参考平面板放置在旋转台上,发光二极管发出的光通过光栅投射到参考平面板的表面形成若干条纹,摄像头摄取参考平面板的条纹,并将其发送到计算机;将待测物体放置在旋转台上,发光二极管发出的光通过光栅投射到待测物体的表面形成若干条纹,摄像头摄取待测物体的所有条纹,并将其发送到计算机;控制器控制旋转台旋转,摄像头摄取待在360°范围内的n帧待测物体条纹图像;计算机通过单帧傅立叶变换轮廓术子方法,得到n个不同角度下待测物体表面的部分轮廓;综合所有角度下的待测物体表面部分轮廓得到待测物体表面完整轮廓,本发明可以广泛用于荧光分子断层成像的物体表面三维轮廓重建中。CN1029786ACN102997866A权利要求书1/2页1.一种物体表面三维轮廓重建方法,包括以下步骤:1)设置一包括有发光二极管、光栅、旋转台、控制器、摄像头和计算机的物体表面三维轮廓成像装置;2)将一参考平面板放置在旋转台上,且参考平面板平行并通过旋转轴,发光二极管发出的光通过光栅投射到参考平面板的表面形成若干条纹,摄像头摄取参考平面板的所有条纹,并将摄取的参考平面板条纹图像发送到计算机;3)将一待测物体放置在旋转台上,发光二极管发出的光通过光栅投射到待测物体的表面形成若干条纹,摄像头摄取待测物体的所有条纹,并将摄取的待测物体条纹图像发送到计算机;4)控制器控制旋转台每间隔360°/n旋转一次,摄像头摄取待测物体在360°范围内的n帧待测物体条纹图像,并将其全部发送到计算机;5)计算机通过单帧傅立叶变换轮廓术子方法,以参考平面板条纹图像为参考,将n个不同角度的待测物体条纹图像分别进行处理,得到n个不同角度下待测物体表面的部分轮廓;6)综合所有角度下的待测物体表面部分轮廓得到待测物体表面完整轮廓,包括以下步骤:①对待测物体每一帧条纹图像的部分轮廓进行区域裁剪,即只保留以旋转轴为棱、摄像头的光轴为角平分线、角度为360°/n度的二面角范围内的部分;②分别对裁剪后的待测物体各个角度的表面部分轮廓进行相应角度的旋转变换,变换到统一的三维坐标空间;③将裁剪和旋转变换后的n帧待测物体物体表面部分轮廓进行拼接;④将拼接后的待测物体物体表面轮廓进行平滑,得到物体表面完整轮廓。2.实现如权利要求1所述方法的一种物体表面三维轮廓成像装置,其特征在于:它包括发光二极管、光栅、旋转台、控制器、摄像头和计算机;所述旋转台底部中心设置旋转轴,所述控制器通过控制所述旋转轴使所述旋转台实现360°旋转,待成像体设置在所述旋转台上,所述发光二极管发出的光通过所述光栅投射到所述待成像体表面形成条纹,所述摄像头拍摄所述待成像体表面的所有条纹,并将拍摄的待成像体条纹图像发送到所述计算机。3.如权利要求2所述的一种物体表面三维轮廓成像装置,其特征在于:所述待成像体为参考平面板,所述参考平面板平行并通过所述旋转台的旋转轴的延长线。4.如权利要求2所述的一种物体表面三维轮廓成像装置,其特征在于:所述待成像体为待测物体,所述待测物体的中心通过所述旋转台的旋转轴的延长线。5.如权利要求2或3或4所述的一种物体表面三维轮廓成像装置,其特征在于:所述发光二极管中心点与所述摄像头中心点的连线平行所述旋转台的转轴,且所述摄像头的光轴垂直且通过所述旋转台的旋转轴。6.如权利要求2或3或4所述的一种物体表面三维轮廓成像装置,其特征在于:所述发光二极管的波长为380~470nm。7.如权利要求5所述的一种物体表面三维轮廓成像装置,其特征在于:所述发光二极管的波长为380~470nm。2CN102997866A权利要求书2/2页8.如权利要求2或3或4或7所述的一种物体表面三维轮廓成像装置,其特征在于:所述光栅的光栅常数为1mm。9.如权利要求5所述的一种物体表面三维轮廓成像装置,其特征在于:所述光栅的光栅常数为1mm。10.如权利要求6所述的一种物体表面三维轮廓成像装置,其特征在于:所述光栅的光栅常数为1mm。3CN102997866A说明书1/4页一种物体表面三维轮