第三届虚拟现实技术及应用创新大赛 IVRTC 2020

第三届虚拟现实技术及应用创新大赛 IVRTC 2020 ×

易尚鹰眼S1快速建模

一、作品简介

3D虚拟展示的方式可以全面逼真地展示产品的结构、材质、外观和色彩。因而在实际中应用最为广泛并成为当前产品虚拟展示的主流方式。如何高效率、高质量、低成本的获取三维模型数据成为3D虚拟展示行业发展的关键因素之一。

针对目前存在的行业问题,易尚推出完全自主研发的高精度全自动桌面彩色3D扫描仪-“鹰眼S1”,该产品具有精度高、速度快以及全自动等特点,极大降低虚拟展示模型的获取成本,推动3D虚拟展示行业的发展。从单节点投采一体化核心部件的光机电多参数设计与相位编解码方法最优选择机制,到数据的拓扑优化、协同高精度标定、彩色信息高效融合,实现全自动的获取三维立体数据,为应用的三维数据获取,提供高效的解决方案。

二、作品开发的关键技术

主要基于核心重建算法及硬件同步控制突破技术难点。

(1)基于多模态复合编码的高效相位解调机制

针对测量精度提升与增加投影编码数量带来时间消耗的矛盾关系,发展基于多模态复合编码与标定空间极线约束的高效编解码方法。利用少量投影帧数实现高精度相位信息解调与全场相位无歧义展开,为后续三维重构提供高分辨、高精度的绝对相位数据。基于本项目提出的技术,仅需投影3幅条纹,结合其周期复用性,在120Hz的高刷新率下实时获取动态三维点云数据,并同时达到优于131.21μrad的相位测量不确定度。同时,发展多模式编码机制,为仪器依据测量速度、精度、表面复杂度需求具备多模态可选功能。

(2)高速编码投影采集一体化装置的优化设计

在硬件方面,为提升仪器整体速度与精度,在高刷新率条件下实现稳定高质量的编码投影与采集至关重要。目前国内相关设备均不超过10Hz,其投影器像素化影响条纹质量,而且商用相机灰阶固定化且成本高,致使速度和精度无法进一步提升。因此,为保证目标仪器性能提升及稳定可靠的部件支撑,开发编码投影采集一体化装置至关重要。通过对编码投影器、图像采集器、及投采控制与数据处理集成,彻底实现核心部件自主研制,为高质量数据稳定获取提供技术保障。

(3)高保真度三维彩色信息的重构与融合技术

针对行业对高保真度三维彩色信息的日益需求和国内相关技术缺乏的矛盾,本项目基于自主知识产权的深度数据、纹理数据匹配融合方法,从彩色信息的获取到融合整个流程,设计D65标准人工照明环境,研究基于镜头畸变高精度标定的纹理映射技术,高保真度复合权重的纹理自动无缝融合方法,可实现扫描仪纹理贴图的自动智能化,纹理映射精度达到0.1pixel。