[發(fā)明專利]用于提供三維和距離面間判定的方法和系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210387957.7
• 申請(qǐng)日: 2009-10-11
• 公開（公告）號(hào): CN103090819A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: E·戈登;G·A·比坦;S·尼格瑞;Z·扎列夫斯基;H·杜迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 曼蒂斯影像有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/25
• 分類號(hào): G01B11/25;G01C3/00;G06T7/00
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務(wù)所 11313
• 代理人: 孟銳

本申請(qǐng)是國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/IL2009/000965，申請(qǐng)日為2009年10月11日，發(fā)明名稱為“用于提供三維和距離面間判定的方法和系統(tǒng)”的PCT申請(qǐng)進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段后申請(qǐng)?zhí)枮?00980142758.6的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D（三維）和距離判定，更具體而言，本發(fā)明涉及SOP（單光路）三維和距離成像方法、裝置及其系統(tǒng)，其消除了立體基線的常規(guī)要求，且因此容許在相對(duì)小的封裝內(nèi)提供光學(xué)元件而不管測(cè)量離距如何。

定義、首字母縮寫和縮寫

本說明書通篇采用下列定義：

軸向變強(qiáng)度：沿著一條或多條軸變化的強(qiáng)度。

立體視覺：是由到雙眼視網(wǎng)膜上的兩個(gè)稍有不同的投影而導(dǎo)致感覺到深度的視覺感知過程。兩個(gè)視網(wǎng)膜圖像的差別通常叫做水平像差、視網(wǎng)膜像差或雙眼像差。所述差別起因于眼睛在頭部中的不同位置。立體視覺通常稱為深度感知（來自意為實(shí)體的“立體(stereo)”，和意為視覺或視力的“視覺(opsis)”）。

編碼（結(jié)構(gòu)）光：是通過用預(yù)定的像素圖樣投影于場(chǎng)景上的光。當(dāng)所述圖樣觸及場(chǎng)景內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)物體時(shí)發(fā)生變形，繼而容許視覺系統(tǒng)通過使用（例如）結(jié)構(gòu)光3D掃描儀而計(jì)算所述物體的深度信息和表面信息。

發(fā)明背景

大多數(shù)商用距離成像系統(tǒng)通常涉及兩個(gè)主要類：a)三角測(cè)量系統(tǒng)；和b)TOF（飛行時(shí)間）系統(tǒng)。其它鮮見現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)及其方法包括自陰影重建形狀技術(shù)（如B.K.P?Horn的論文Shape?from?shading:amethod?for?obtaining?the?shape?of?a?smooth?opaque?object?from?oneview,Technical?Report?79,Project?MAC,Massachusetts?Institute?ofTechnology(MIT),1970年）、自散焦重建形狀技術(shù)（如A.Pentland等的論文A?simple,real-time?range?camera,Proceedings?of?IEEEComputer?Society?Conference?on?Computer?Vision?and?PatternRecognition?(CVPR),1989年）、光度立體技術(shù)（如R.J.Woodham的論文Photometric?method?for?determining?surface?orientation?frommultiple?images,Optical?Engineering,第19卷,No.1,第139-144頁,1980年1-2月）、云紋干涉技術(shù)（H.Takasaki的Moire?topography,Applied?Optics,第9卷,第6期,第1467-1472頁,1970年）及其它技術(shù)。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，上述三角測(cè)量類的系統(tǒng)在本質(zhì)上是根據(jù)光的基本品質(zhì)－光的直線傳播。這種幾何屬性構(gòu)成了用右眼與用左眼所看到之物之間的差別，這正是人類雙眼深度感知（立體視覺）的基礎(chǔ)。繼而，三角測(cè)量類包括兩個(gè)主要子類：被動(dòng)式三角測(cè)量和主動(dòng)式三角測(cè)量。

受各種生物系統(tǒng)的啟示，被動(dòng)式三角測(cè)量方法（也被稱為被動(dòng)式立體方法）可能是用于距離成像的最老式的方法，其中通過從不同角度得到的兩個(gè)或多個(gè)圖像之間的匹配對(duì)應(yīng)而提取深度數(shù)據(jù)。盡管在所屬領(lǐng)域中有近乎五十年的研究（如B.Julesz在標(biāo)題為Towards?theautomation?of?binocular?depth?perception(AUTOMAP-1)的論文中所講授，Proceedings?of?IFIPS?Congress,Munich,第439-444頁,1962年）,但常規(guī)的被動(dòng)式三角測(cè)量方法在再捕捉無特征區(qū)域、具重復(fù)圖樣和結(jié)構(gòu)的區(qū)域以及表面邊界方面明顯地?zé)o能為力。盡管有這些缺點(diǎn)，但被動(dòng)式三角測(cè)量對(duì)于旨在重建高紋理化且相對(duì)連續(xù)的區(qū)域的某些任務(wù)來說仍具吸引力，如高空航拍照片中的3D建模（例如，L.H.Quam等的論文Stanford?automatic?photogrammetry?research，TechnicalReport?STAN-CS-74-472,Department?of?Computer?Science,StanfordUniversity,1974年12月）。