单眼超表面用于结构光生成和具有大视野的3D成像
Yixiong Luo1,2,3, Xiaoyin Li1,2, Runzhe Zhang1,2,4
1National Key Laboratory of Optical Field Manipulation Science and Technology, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209, China.
ACS applied materials & interfaces
|July 18, 2024
概括
超表面能够通过生成高密度激光点阵列来实现先进的结构光3D成像. 这项技术显著提高了面部识别和自动驾驶等应用的3D重建精度.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 3D成像技术 3D成像技术
- 地元表面应用程序
背景情况:
- 结构光3D成像依赖于激光点阵列来捕获几何信息.
- 使用衍射光学元件的传统方法在视野 (FOV) 和点数方面存在局限性.
- 超表面为克服这些局限性提供了一种新的方法.
研究的目的:
- 理论上提出和实验证明一个几何相位元表面用于生成密集的激光点阵列.
- 调查超表面产生的点云对3D成像分辨率和精度的影响.
- 为进一步增强点密度,开发一个旋转多重复的元表面设计.
主要方法:
- 使用深度亚波长元原子制造单眼几何相位元表面.
- 用大FOV (163°) 来生成激光点阵列的实验演示.
- 使用超表面生成的点云对象的3D重建,并提出一个旋转多重复合设计.
主要成果:
- 在163°FOV.范围内生成10,798个点阵列.
- 获得了最大的5.3mm的相对深度误差和6.07%的重建误差与最初的元表面.
- 演示了一个旋转多重复合的元表面,达到0.44厘米的最大相对深度误差和2.78%的重建误差.
结论:
- 超表面为结构光3D成像中高密度点云生成提供了一个强大的平台.
- 拟议的超表面设计显著提高了3D重建的准确性,并扩大了FOV.
- 这项技术对包括面部识别,自动驾驶和虚拟现实在内的各种应用具有前景.
