Для построения высокоэффективной и энергоэффективной системы трехмерного восстановления в статье предлагается аппаратная ускоренная архитектура на основе программируемой логической матрицы (FPGA), сочетающая двухфазное сдвигающееся число с дополнительным кодом Грея. Во-первых, с помощью модуля управления камерой собираются изображения с полосами, которые затем кэшируются и фильтруются. Далее, используя параллельные вычислительные возможности FPGA, аппаратно ускоряются ключевые алгоритмы: упаковка фазы, развёртка фазы и трёхмерное восстановление. Наконец, с помощью модуля передачи по гигабитному Ethernet трёхмерные облачные данные отправляются на верхний компьютер для отображения, что формирует полную систему трёхмерного измерения. Экспериментальные результаты показывают, что предложенная архитектура обрабатывает набор из 11 изображений полос с разрешением 720×540 всего за 8 мс, по сравнению с 27 мс на традиционной CPU-платформе, повышая эффективность в 3,3 раза. При этом общая мощность системы составляет всего 1,687 Вт, абсолютная ошибка фазы — 0,0368 рад, среднеквадратичная ошибка — 0,0978 мм. Система удовлетворяет требованиям высокой точности, высокой эффективности и низкого энергопотребления.

FPGA;трёхмерное восстановление;структурированный свет;дополнительный код Грея