[發(fā)明專利]測(cè)距方法、測(cè)距系統(tǒng)與其處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010505407.1
• 申請(qǐng)日: 2010-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN102445179A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊恕先;陳信嘉;古人豪;黃森煌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 原相科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01C3/00
• 分類號(hào): G01C3/00
• 代理公司: 北京匯智英財(cái)專利代理事務(wù)所 11301
• 代理人: 陳踐實(shí)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種測(cè)距技術(shù)，且特別是有關(guān)于一種可對(duì)一待測(cè)物進(jìn)行非接觸的的三維的測(cè)距技術(shù)。

背景技術(shù)

目前的測(cè)距儀器可以分為接觸式和非接觸式。其中，所謂的接觸式測(cè)距儀器，也就是傳統(tǒng)的測(cè)距技術(shù)，例如坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(Coordinate?Measuring?Machine，簡(jiǎn)稱CMM)。雖然接觸式測(cè)量技術(shù)相當(dāng)精確，但是由于必須接觸待測(cè)物的本體，有可能會(huì)導(dǎo)致待測(cè)物遭到測(cè)距儀器的探針的破壞。因此，接觸式測(cè)距裝置不適用于高價(jià)值物件的測(cè)量。

相較于傳統(tǒng)的接觸式測(cè)距儀器，非接觸測(cè)距儀器由于運(yùn)作頻率高達(dá)數(shù)百萬，因此被使用的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛。非接觸測(cè)距技術(shù)又分為主動(dòng)式與被動(dòng)式。所謂的主動(dòng)式非接觸測(cè)距技術(shù)，就是將一能量波投射至待測(cè)物，再借助能量波反射來計(jì)算待測(cè)物與一參考點(diǎn)之間的距離。常見的能量波包括一般的可見光、高能光束、超音波與X射線。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種測(cè)距方法和一種測(cè)距系統(tǒng)，可以對(duì)一待測(cè)物進(jìn)行非接觸的三維測(cè)距。

另外，本發(fā)明也提供一種處理方法，可以處理測(cè)距系統(tǒng)中的資料，并且更精確地計(jì)算一待測(cè)物的位置。

本發(fā)明提供一種測(cè)距系統(tǒng)，包括一光源模組、一影像擷取裝置和一處理模組。光源模組會(huì)向在多個(gè)位置點(diǎn)上的參考平面和一待測(cè)物投射具有一斑點(diǎn)圖樣的面光源，使得在每一位置點(diǎn)的參考平面和待測(cè)物朝向光源模組的表面都會(huì)呈現(xiàn)斑點(diǎn)圖樣的影像，而此斑點(diǎn)圖樣具有多個(gè)斑點(diǎn)。此時(shí)，影像擷取裝置會(huì)擷取各位置點(diǎn)上的參考平面上所呈現(xiàn)的斑點(diǎn)圖樣的影像，而產(chǎn)生多個(gè)參考影像信息。另外，影像擷取裝置也會(huì)擷取待測(cè)物上所呈現(xiàn)的斑點(diǎn)圖樣的影像，而產(chǎn)生一待測(cè)影像信息。而這些參考影像信息和待測(cè)影像信息會(huì)送至處理模組，使得處理模組會(huì)將這些參考影像信息和待測(cè)影像信息進(jìn)行比對(duì)，而獲得多個(gè)比對(duì)結(jié)果。借此，處理模組就可以將這些比對(duì)結(jié)果進(jìn)行內(nèi)插法運(yùn)算，以計(jì)算出待測(cè)物的位置。

從另一觀點(diǎn)來看，本發(fā)明還提供一種測(cè)距方法，包括投射具有一斑點(diǎn)圖樣的面光源到在多個(gè)位置點(diǎn)上的參考平面和一待測(cè)物上，以使在這些位置點(diǎn)上的參考表面和待測(cè)物朝向面光源的表面上呈現(xiàn)斑點(diǎn)圖樣的影像，而此斑點(diǎn)圖樣具有多個(gè)斑點(diǎn)。接著，擷取每一位置點(diǎn)的參考平面上的斑點(diǎn)圖樣的影像，以獲得多個(gè)參考影像信息，并且擷取待測(cè)物上的斑點(diǎn)圖樣的影像，以獲得一待測(cè)影物像信息。借此，本發(fā)明會(huì)將這些參考影像信息與待測(cè)物影像信息進(jìn)行比對(duì)，而獲得多個(gè)比對(duì)結(jié)果。此時(shí)，將這些比對(duì)結(jié)果進(jìn)行一內(nèi)插法運(yùn)算，以計(jì)算出待測(cè)物的位置。

從另一觀點(diǎn)來看，本發(fā)明更提供一種處理方法，包括接收多個(gè)參考影像信息，是由在多個(gè)位置點(diǎn)上的參考平面反射一面光源所投射的斑點(diǎn)圖樣而呈現(xiàn)的影像，而此斑點(diǎn)圖樣具有多個(gè)斑點(diǎn)。另外，接收一待測(cè)影像信息，其是一待測(cè)物朝向面光源的表面上所呈現(xiàn)斑點(diǎn)圖樣的影像。接著，將此待測(cè)物影像信息與每一參考影像信息進(jìn)行比對(duì)，而獲得多個(gè)比對(duì)結(jié)果。此時(shí)，本發(fā)明可以將這些比對(duì)結(jié)果進(jìn)行內(nèi)插法運(yùn)算，以計(jì)算出待測(cè)物的位置。

由于本發(fā)明是依據(jù)投射在參考平面和待測(cè)物上的斑點(diǎn)圖樣的影像來進(jìn)行測(cè)距，因此可以實(shí)現(xiàn)非接觸的三維測(cè)距技術(shù)。另外，本發(fā)明會(huì)將待測(cè)物影像信息與參考影像信息進(jìn)行比對(duì)，而獲得多個(gè)比對(duì)結(jié)果，并且將這些比對(duì)結(jié)果進(jìn)行內(nèi)插法運(yùn)算。借此，就可以更精確地測(cè)量待測(cè)物的位置。

為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1繪示為依照本發(fā)明第一實(shí)施例的一種測(cè)距系統(tǒng)的示意圖。

圖2A-2D是繪示與一參考點(diǎn)相距70、75、80和85公分的參考平面上所呈現(xiàn)的斑點(diǎn)圖樣的影像。

圖3繪示為依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一種在待測(cè)物的一表面上所呈現(xiàn)的斑點(diǎn)圖樣影像的示意圖。

圖4繪示為依照本發(fā)明第二實(shí)施例的一種測(cè)距系統(tǒng)的示意圖。

圖5繪示為依照本發(fā)明第三實(shí)施例的一種測(cè)距系統(tǒng)的示意圖。

圖6繪示為依照本發(fā)明第一實(shí)施例的一種測(cè)距方法的步驟流程圖。

圖7繪示為依照本發(fā)明第二實(shí)施例的一種測(cè)距方法的步驟流程圖。

【主要元件符號(hào)說明】

100、400、500：測(cè)距系統(tǒng)

102：光源模組

104：影像擷取裝置

122、124、126：參考平面

132：待測(cè)物

302、304：待測(cè)物的一表面

402：透鏡

404：分光元件

AX-AX’：光軸

IMG_OB：待測(cè)物影像信息