超高速三维成像技术

1.痛点问题

三维成像技术作为成像领域的新星，被广泛用于工业检测、科学研究、生命医学、消费电子等领域。在高精度的三维成像技术中，主动照明三维成像成为主流。然而，目前大部分主动三维成像在速度上有很大的限制，主要瓶颈在于主动投射的光学编码速度和图像传感器的成像速度限制，对于超高速的三维目标场景成像能力较弱。

2.解决方案

本成果在高速结构光产生和高速图像探测两个方面都突破了现有器件的速度限制。首先，利用全新的时域编码技术，将结构光产生的频率提升至一千万Hz以上，比目前使用的微机械或液晶的方法快三个数量级以上。另外，在图像探测端，采用四个单像素探测器进行多视角压缩采样成像，获得纳秒级的图像响应时间。结合这两个技术改进，实现了每秒50万帧的超高速三维成像。

超高速三维成像原理示意图

3.合作需求

需要工程技术团队、生产场地和应用场景等合作。

本成果拟进行技术许可或合作开发，推动超高速三维成像系统及相关技术的定型、量产和推广。通过市场反馈开发技术迭代产品，持续保持技术创新性。由于在成像速度上的极大提升，将开拓新型的三维成像应用市场，并成为该领域的独有技术提供商。

本成果是目前国际上唯一能够达到50万帧/秒速度的三维成像技术，被MIT Technology Review网站评价为三维成像速度的巨大突破。可应用于高速物体检测、三维建模、科学现象研究等领域。全球范围内高速三维成像行业发展尚处于早期，整体看技术应用也处在起步阶段。本项成果的研究水平处于国际前列，但亟需进一步提升技术成熟度和工程化程度。

考虑到元宇宙、虚拟现实、工业自动化等应用的发展，对于三维成像需求激增，预计未来几年三维成像领域的市场规模将达到百亿元规模，本成果在转化早期主要聚焦在工程化、产品定型和试用推广。超高速三维成像在科学研究、异常检测、高速碰撞分析、动物运动分析、高速物理实验、工业过程控制、燃烧分析、高速机械运动、影视拍摄、运动动作分析、弹道分析等多个领域有广泛的应用。目标客户主要为科研单位、工业制造企业、航空航天部门、体育摄影产业、影视制作产业等。