Système de reconstruction 3D avec décalage de phase binaire plus un basé sur FPGA

TIAN Ye ,  

GAO Ze ,  

YU Xuanxuan ,  

ZHANG Lijuan ,  

LIU Yinping ,  

YAN Fei ,  

摘要

Pour construire un système de reconstruction 3D à haute efficacité et faible consommation d'énergie, cet article propose une architecture d'accélération matérielle FPGA (Field Programmable Gate Array) combinant un décalage de phase binaire plus un et un code Gray complémentaire. Tout d'abord, un module de contrôle de caméra collecte des images à bandes, qui sont ensuite mises en cache et filtrées. Ensuite, en s'appuyant sur les capacités de calcul parallèle du FPGA, les algorithmes clés tels que l'empaquetage de phase, le dépliage de phase et la reconstruction 3D sont optimisés pour un accélération matérielle. Enfin, un module d'envoi Ethernet gigabit transmet les données de nuage de points 3D à l'ordinateur hôte pour affichage, construisant ainsi un système de mesure 3D complet. Les résultats expérimentaux montrent que l'architecture proposée traite un ensemble de 11 images à bandes de résolution 720×540 en seulement 8 ms, comparé à 27 ms sur une plateforme CPU traditionnelle, augmentant ainsi l'efficacité de 3,3 fois. La consommation d'énergie totale du système est de seulement 1,687 W, l'erreur absolue de phase est de 0,0368 rad, et l'erreur quadratique moyenne est de 0,0978 mm. Le système répond aux exigences de haute précision, haute efficacité et faible consommation d'énergie.

关键词

FPGA;reconstruction 3D;éclairage structuré;code Gray complémentaire

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