來(lái)源：南京日報

獲取一個(gè)物體的三維數據，需要多長(cháng)時(shí)間？南京理工大學(xué)電子工程與光電技術(shù)學(xué)院85后年輕教授的最新科研成果，一秒鐘可以獲取5000幅三維數據，捕捉到人眼都無(wú)法察覺(jué)的瞬間形態(tài)。

上個(gè)星期，左超在實(shí)驗室展示了他的快速三維光學(xué)傳感技術(shù)。只見(jiàn)一個(gè)小型光學(xué)投影裝置、幾臺高速攝像機與計算機相連，當物體一放到這臺成像系統前，顯示器上就立刻出現了該物體的三維影像。

“就在剛剛那一秒的瞬間，我們的光學(xué)儀器已經(jīng)向物體投射了兩萬(wàn)次變換的光學(xué)圖案，并利用高速攝像機進(jìn)行同步拍攝，最后由這些圖像重構了5000幅的三維圖像?！弊蟪榻B，之所以能達到如此高的三維成像速度，秘訣在于他們所用的光學(xué)投影系統以及三維重建的方法。

他解釋?zhuān)S數據的獲取主要有3個(gè)步驟，將結構光投影到待測物體上，通過(guò)照相機拍攝圖像，再通過(guò)圖像重構三維數據?！澳壳艾F有技術(shù)，一秒鐘最多只能向物體投射數十幅結構光，而我們的技術(shù)可以達到兩萬(wàn)幅?！彼榻B，這個(gè)突破借助了他們設計的數字微鏡陣列投影系統，在一個(gè)1厘米見(jiàn)方的平面上，設置了百萬(wàn)個(gè)角度可變的小鏡子，拍攝過(guò)程中，這些小鏡子能實(shí)現快速翻轉，從而達到光學(xué)圖案的快速切換。

在圖片的利用、三維數據的重建上，他們也突破了瓶頸?！耙酝乃惴?，需要十余幅圖像甚至更多才能重構一次三維數據，而我們的新算法最少僅需3幅。瞬間生成的圖像多，重構需要的圖像少，這樣一來(lái)一去，獲得的三維數據量大大增加，三維模型就更快速、準確?！?

左超介紹，即便是人眼無(wú)法捕獲的高速運動(dòng)中的物體，如正在下落的乒乓球、快速轉動(dòng)的電扇葉片，在此系統前都“無(wú)處遁形”，能夠被捕捉到完完整整的三維數據。

2011年起，左超在該校陳錢(qián)教授的帶領(lǐng)下開(kāi)始了三維光學(xué)傳感相關(guān)研究工作，并于2012年研發(fā)出了實(shí)時(shí)三維成像系統?！霸撓到y一秒鐘可以實(shí)時(shí)拍攝120幅三維照片，比我們平時(shí)所看的電視機的刷新頻率都要高5倍，當時(shí)這一技術(shù)在行業(yè)內已非常領(lǐng)先。而我們最新的技術(shù)又比它快了一到兩個(gè)數量級。目前僅有美國的一所大學(xué)開(kāi)展同類(lèi)研究?！?

據悉，這項成果近日發(fā)表在光學(xué)領(lǐng)域的著(zhù)名期刊Optics Express上，并被選作OSA Image of the Week（美國光學(xué)學(xué)會(huì )周圖）亮點(diǎn)報道。

“這項技術(shù)應用范圍很廣?！弊蟪e例，比如在線(xiàn)檢測，流水線(xiàn)上生產(chǎn)出來(lái)的結構零件，即使在運動(dòng)著(zhù)的流水線(xiàn)上，一通過(guò)該儀器，就可以精確獲得其長(cháng)、寬、高及體積等，并判斷其尺寸是否達標；還可以應用到機器人導航，如機器人在抓取物體時(shí)，識別、判斷、抓取等在瞬間完成，不會(huì )造成動(dòng)作不連貫。

值得一提的是，除快速三維掃描系統外，左超和他的研究生們還研發(fā)出了具有全自動(dòng)拼接功能的三維掃描儀，物體經(jīng)掃描儀全方位自動(dòng)掃描并進(jìn)行數據處理后，可在計算機中形成三維模型，模型隨即就可送入3D打印機，打印出一個(gè)一模一樣的立體塑像。