[發(fā)明專利]確定3D特征的位置和朝向的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180036246.9
• 申請日: 2011-06-08
• 公開（公告）號: CN103154665A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林成志;C·A·曼寧;S·P·凱沙夫瑪賽
• 申請（專利權(quán)）人: 感知器股份有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25;G06T7/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 陳芳

優(yōu)先權(quán)要求

本申請是要求在2010年6月9日提交的美國申請?zhí)?2/797,083的權(quán)益的國際申請，該美國申請的全部內(nèi)容通過引用的方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請總體上涉及用于確定特征的位置或朝向的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

3D點云數(shù)據(jù)的可用性已經(jīng)使得絕對計量系統(tǒng)成為可能。存在各種模態(tài)（modality），通過這些模態(tài)來獲取3D數(shù)據(jù)。激光掃描和莫爾條紋技術(shù)是較流行的商用方法中的一些。這兩種方法在某些情形下產(chǎn)生可靠的數(shù)據(jù)。激光掃描通常依賴于運動裝置來提供3D數(shù)據(jù)。運動會提高測量的周期時間并且對許多應(yīng)用可能不實用。莫爾條紋技術(shù)依賴于攝影測量目標(biāo)（photogrammetric?target）來校準(zhǔn)和提供3D數(shù)據(jù)。攝影測量技術(shù)依賴于安裝在采樣部件之上的若干個目標(biāo)來獲得3D數(shù)據(jù)，但是，在沒有傳感器或部件平移的情況下產(chǎn)生點云信息。但是，這些技術(shù)會可能需要多個圖像以對絕對深度求解，并且校準(zhǔn)的范圍較大。另外，表面的不連續(xù)會導(dǎo)致感測問題。另外，在許多3D應(yīng)用中經(jīng)常會出現(xiàn)復(fù)雜的圖像。過濾掉噪聲或不想要的圖像數(shù)據(jù)可以對識別對應(yīng)于要檢查的特征的圖像數(shù)據(jù)很有幫助。

鑒于此，顯然存在改進(jìn)傳感器系統(tǒng)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

為了滿足上述需要，以及克服現(xiàn)有技術(shù)的列舉的缺點和其它限制，本申請?zhí)峁┯糜诜治鲈诟袦y體積中的特征的各種傳感器系統(tǒng)實施例。另外，提供為對應(yīng)于要被檢查的特征的圖像數(shù)據(jù)動態(tài)地設(shè)置窗口的系統(tǒng)和方法。這些特征可以是要被檢查的輪胎、薄片金屬部件或其它表面。本申請將對關(guān)于輪對準(zhǔn)應(yīng)用的系統(tǒng)進(jìn)行一定程度的詳細(xì)討論，但是，顯然，該系統(tǒng)和處理也可以用于其它應(yīng)用。

該系統(tǒng)可以包括安裝結(jié)構(gòu)、激光源、傳感器和控制器。激光源被附接到安裝結(jié)構(gòu)并被配置用來將例如多條激光線的激光投射到特征上。傳感器被附接到安裝結(jié)構(gòu)并被配置用來對激光線與特征的相交處進(jìn)行成像。控制器可以與傳感器進(jìn)行通信以接收圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)可以包括對應(yīng)于激光線與特征的相交處的峰，并且控制器被配置為基于這些峰的熵來生成動態(tài)窗口。

參考構(gòu)成本說明書的一部分并附錄在本說明書中的附圖和權(quán)利要求書，在閱讀了下面的描述后，本申請的進(jìn)一步的目的、特征和優(yōu)點對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說變得顯而易見。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)本申請的一個實施例的傳感器系統(tǒng)的框圖；

圖2是示出包括結(jié)構(gòu)化光投影儀的傳感器系統(tǒng)的框圖；

圖3是示出激光源和傳感器的光學(xué)元件的傳感器系統(tǒng)的框圖；

圖4是示出包括莫爾條紋投影儀的傳感器系統(tǒng)的框圖；

圖5是示出包括雙傳感器配置的傳感器系統(tǒng)的框圖；

圖6是示出用于通過公開的傳感器實現(xiàn)方式來測量特征的系統(tǒng)的一個實施例的框圖；

圖7是示出用于通過公開的傳感器實現(xiàn)方式來測量輪對準(zhǔn)的系統(tǒng)的一個實施例的框圖；

圖8是示出用于通過圖5的傳感器實現(xiàn)方式來測量輪對準(zhǔn)的系統(tǒng)的一個實施例的側(cè)視圖；

圖9是用于測量輪對準(zhǔn)的系統(tǒng)的一個實施例的投射到輪胎上的激光圖案的正視圖；

圖10是用于測量輪對準(zhǔn)的系統(tǒng)的一個實施例的投射到輪胎上的激光圖案的正視圖；

圖11是示出用于測量輪對準(zhǔn)的系統(tǒng)的一個實施例的投射到輪胎上的各種激光圖案實現(xiàn)方式的正視圖；

圖12是示出用于動態(tài)圖像處理窗口調(diào)整的方法的流程圖；

圖13是示出用于激光線的動態(tài)識別的方法的流程圖；

圖14是示出本申請中的控制器、處理器或模塊的一種實現(xiàn)方式的系統(tǒng)的框圖；

圖15是用于傳感器系統(tǒng)的安裝結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖16是用于識別在圖像數(shù)據(jù)中的線的方法的流程圖；

圖17是灰度圖像數(shù)據(jù)的圖形表示；

圖18是出于圖示目的的以邊緣增強(qiáng)形式的圖像數(shù)據(jù)的圖形表示；

圖19是具有區(qū)域窗口的圖像數(shù)據(jù)的圖形表示；

圖20是示出區(qū)域窗口的處理的圖像數(shù)據(jù)的圖形表示；

圖21是總計的和歸一化的區(qū)域數(shù)據(jù)的輪廓（profile）的圖形表示；

圖22是總計的和歸一化的區(qū)域數(shù)據(jù)的輪廓的圖形表示；

圖23是總計的和歸一化的區(qū)域數(shù)據(jù)的輪廓的圖形表示；

圖24是總計的和歸一化的區(qū)域數(shù)據(jù)的處理的圖形表示；

圖25是每個區(qū)域的熵值的曲線圖；以及