[發(fā)明專利]三維測(cè)量裝置、三維測(cè)量方法以及三維測(cè)量程序

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580039510.9
• 申請(qǐng)日: 2005-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN101061367A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧存?zhèn)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 學(xué)校法人福岡工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/25
• 分類號(hào): G01B11/25;G06T1/00
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 許靜

1.一種三維測(cè)量裝置，其特征在于，具有：

形成向測(cè)量對(duì)象物投影的光的圖形的圖形形成單元，該圖形具有N條條紋，各個(gè)條紋的強(qiáng)度值分別為I₁，I₂，I₃，…I_N，且各個(gè)條紋的強(qiáng)度值I_i(i＝1，2，3，…，N)被進(jìn)行最優(yōu)化組合以使其任意一個(gè)條紋的強(qiáng)度的最大值和與其相臨的若干個(gè)條紋的強(qiáng)度的最大值的差值為最大；

向所述測(cè)量對(duì)象物投影圖形光，亦即通過所述圖形形成單元形成的圖形的光的投影單元；

攝影投影有所述圖形光的測(cè)量對(duì)象物來取得圖像的攝影單元；

從所述圖像中檢測(cè)出所述被投影的圖形光，亦即被投影的圖形的光的被投影圖形光檢測(cè)單元；

比較所述被投影的圖形光和原來的圖形光，計(jì)算所述被投影圖形光的方位角的方位角計(jì)算單元；

利用使用上述被投影圖形光的各個(gè)條紋強(qiáng)度值的最大值和最小值，以周期為單位對(duì)所述被投影圖形光進(jìn)行分割，將所述測(cè)量對(duì)象物的縱深分割為若干個(gè)縱深區(qū)域的分割單元；

在所述被分割的被投影圖形光的各個(gè)被分割的縱深區(qū)域中，利用被投影圖形光的各個(gè)條紋的強(qiáng)度值，計(jì)算出測(cè)量點(diǎn)的相位值的相位值計(jì)算單元；

使用通過所述相位值計(jì)算單元算出的相位值，在各縱深區(qū)域中，通過公式Z(i，j)＝Z(Q)+kβ(i，j)計(jì)算測(cè)量對(duì)象物的縱深距離的距離計(jì)算單元，其中Z(Q)是各縱深區(qū)域的縱深距離的最小值，k是常數(shù)，β(i，j)是相位值，Z(i，j)是縱深距離；和

使用上述被計(jì)算出來的測(cè)量點(diǎn)的縱深距離計(jì)算所述測(cè)量對(duì)象物的三維信息的三維信息計(jì)算單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維測(cè)量裝置，其特征在于，

具有強(qiáng)度值修正單元，其修正通過所述被投影圖形光檢測(cè)單元檢測(cè)到的被投影圖形光的強(qiáng)度值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維測(cè)量裝置，其特征在于，

具有位置修正單元，其修正通過所述攝影單元取得的圖像內(nèi)的測(cè)量對(duì)象物的位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維測(cè)量裝置，其特征在于，

所述三維信息計(jì)算單元計(jì)算所述測(cè)量對(duì)象物的空間坐標(biāo)、距離、角度、面積或者體積。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的三維測(cè)量裝置，其特征在于，

所述三維信息計(jì)算單元計(jì)算所述測(cè)量對(duì)象物的空間坐標(biāo)、距離、角度、面積或者體積。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維測(cè)量裝置，其特征在于，

所述投影圖形被形成為條紋狀。

7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的三維測(cè)量裝置，其特征在于，

所述投影圖形被形成為條紋狀。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維測(cè)量裝置，其特征在于，

所述投影圖形被形成為條紋狀。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維測(cè)量裝置，其特征在于，

所述投影圖形被形成為條紋狀。

10.一種三維測(cè)量方法，其特征在于，包含：

形成向測(cè)量對(duì)象物投影的光的圖形的圖形形成步驟，該圖形具有N條條紋，各個(gè)條紋的強(qiáng)度值分別為I₁，I₂，I₃，…I_N，且各個(gè)條紋的強(qiáng)度值I_i(i＝1，2，3，…，N)被進(jìn)行最優(yōu)化組合以使其任意一個(gè)條紋的強(qiáng)度的最大值和與其相臨的若干個(gè)條紋的強(qiáng)度的最大值的差值為最大；

通過投影單元向所述測(cè)量對(duì)象物投影圖形光，亦即通過圖形形成單元形成的圖形的光的圖形光投影步驟；

通過攝影單元攝影投影有所述圖形的光的測(cè)量對(duì)象物來取得圖像的攝影步驟；

從所述圖像中檢測(cè)出所述被投影的圖形光，亦即被投影的圖形光的投影圖形光檢測(cè)步驟；

比較所述被投影圖形光和原來的圖形光，計(jì)算所述被投影圖形光的方位角的方位角計(jì)算步驟；

利用使用上述被投影圖形光的各個(gè)條紋強(qiáng)度值的最大值和最小值，以周期為單位對(duì)所述被投影圖形光進(jìn)行分割，將所述測(cè)量對(duì)象物的縱深分割為若干個(gè)縱深區(qū)域的圖像分割步驟；

從所述被分割的被投影圖形光的各個(gè)被分割的縱深區(qū)域中，利用被投影圖形光的各個(gè)條紋的強(qiáng)度值，計(jì)算出測(cè)量點(diǎn)的相位值的相位值計(jì)算步驟；

使用通過所述相位值計(jì)算單元算出的相位值，在各縱深區(qū)域中，通過公式Z(i，j)＝Z(Q)+kβ(i，j)計(jì)算測(cè)量對(duì)象物的縱深距離的距離計(jì)算步驟，其中Z(Q)是各縱深區(qū)域的縱深距離的最小值，k是常數(shù)，β(i，j)是相位值，Z(i，j)是縱深距離；和

使用上述被計(jì)算出來的測(cè)量點(diǎn)的縱深距離計(jì)算所述測(cè)量對(duì)象物的三維信息的三維信息計(jì)算步驟。