[發明專利]三維形狀測量裝置和三維形狀測量方法

有效

• 申請號: 201510021415.1
• 申請日: 2015-01-15
• 公開（公告）號: CN104792277B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 小林俊廣;肥后智昭;山崎將由
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 北京怡豐知識產權代理有限公司11293
• 代理人: 遲軍

1.一種三維形狀測量裝置，其包括：

第一獲取單元，其被構造為獲取投影有第一光圖案的空間的第一拍攝圖像，所述第一光圖案由亮部和暗部形成；

第二獲取單元，其被構造為獲取投影有第二光圖案的所述空間的第二拍攝圖像，所述第二光圖案由亮部和暗部形成，并且亮部與暗部之間的邊界位置與所述第一光圖案不同；

選擇單元，其被構造為針對所述第一拍攝圖像或所述第二拍攝圖像的至少一個預定區域的各預定區域，基于所述第一拍攝圖像中的亮度值和所述第二拍攝圖像中的亮度值，選擇包含所述至少一個預定區域的所述第一拍攝圖像和所述第二拍攝圖像中的一者作為要用于三維形狀測量的選擇圖像；以及

測量單元，其被構造為基于由所述選擇單元選擇的所述選擇圖像，執行所述空間中包含的物體的三維形狀測量。

2.根據權利要求1所述的三維形狀測量裝置，其中，所述測量單元利用位于所述選擇圖像中的所述預定區域中的像素值，能夠執行所述物體的三維形狀測量。

3.根據權利要求1所述的三維形狀測量裝置，其中，所述第一拍攝圖像和所述第二拍攝圖像中的各個由非反轉圖像和反轉圖像形成，其中，所述非反轉圖像作為投影有由亮部和暗部形成的圖案的所述空間的拍攝圖像，并且所述反轉圖像作為投影有通過反轉所述圖案的亮部和暗部而獲得的圖案的所述空間的拍攝圖像，并且

針對各預定區域，所述選擇單元能夠進行如下操作：

獲取作為所述第一拍攝圖像的非反轉圖像內的所述預定區域中的亮度值、與作為所述第一拍攝圖像的反轉圖像內的所述預定區域中的亮度值之間的差分，作為第一差分，并且，獲取作為所述第二拍攝圖像的非反轉圖像內的所述預定區域中的亮度值、與作為所述第二拍攝圖像的反轉圖像內的所述預定區域中的亮度值之間的差分，作為第二差分；以及

基于所述第一差分和所述第二差分，選擇所述第一拍攝圖像和所述第二拍攝圖像中的一者作為選擇圖像。

4.根據權利要求3所述的三維形狀測量裝置，其中，所述選擇單元針對所述第一差分大于所述第二差分的預定區域，能夠選擇所述第一拍攝圖像作為所述選擇圖像，而針對所述第一差分小于等于所述第二差分的預定區域，能夠選擇所述第二拍攝圖像作為所述選擇圖像。

5.根據權利要求1所述的三維形狀測量裝置，其中，

所述第一拍攝圖像包括：在通過投影所述第一光圖案而分割的所述空間的各區域上投影有坐標檢測圖案的所述空間的圖像，并且

所述第二拍攝圖像包括：在通過投影所述第二光圖案而分割的所述空間的各區域上投影有坐標檢測圖案的所述空間的圖像。

6.根據權利要求5所述的三維形狀測量裝置，其中，所述測量單元在通過投影所述選擇圖像中的圖案而分割的所述空間的各區域中，能夠指定投影有所述選擇圖像中的坐標檢測圖案的區域，并且利用針對所述選擇圖像而投影的坐標檢測圖案中的投影在所指定區域上的坐標檢測圖案、與所述選擇圖像中的坐標檢測圖案之間的對應關系，執行所述三維形狀測量。

7.根據權利要求5所述的三維形狀測量裝置，其中，所述坐標檢測圖案是亮度值不連續的虛線圖案。

8.根據權利要求7所述的三維形狀測量裝置，其中，所述坐標檢測圖案是通過在相對于虛線的長邊方向上依次偏移所述虛線而生成的多個圖案。

9.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述第一光圖案和所述第二光圖案是亮部與暗部之間的邊界部分被遮蔽的圖案。

10.根據權利要求1所述的三維形狀測量裝置，該三維形狀測量裝置還包括：

被構造為生成通過從所述選擇圖像中消除所述物體中發生的子面散射的影響而獲得的反射光成分的拍攝圖像的單元，

其中，所述測量單元利用所述反射光成分的拍攝圖像作為所述選擇圖像，能夠執行所述三維形狀測量。

11.根據權利要求1所述的三維形狀測量裝置，其中，所述第一光圖案和所述第二光圖案是基于格雷碼的圖案。