[發(fā)明專利]三維特征信息感測系統(tǒng)及感測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510812944.3
• 申請日: 2015-11-21
• 公開（公告）號: CN106657968A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鏗又
• 申請（專利權(quán)）人: 澧達(dá)科技股份有限公司
• 主分類號: H04N13/02
• 分類號: H04N13/02
• 代理公司: 深圳市威世博知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)44280
• 代理人: 袁江龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三維特征信息感測系統(tǒng)及感測方法，尤指一種根據(jù)多個(gè)不同焦距的二維影像運(yùn)算出三維特征信息之感測系統(tǒng)及感測方法。

背景技術(shù)

三維掃描儀(3D scanner)是一種用來偵測并分析現(xiàn)實(shí)世界中物體或環(huán)境形狀的裝置。搜集到的資料常被用來進(jìn)行三維重建運(yùn)算，以建立實(shí)際物體的數(shù)位模型。三維掃描儀可根據(jù)各種不同的感測技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，每種感測技術(shù)都有其限制及優(yōu)缺點(diǎn)。一般而言，三維掃描儀可分為接觸式(contact)三維掃描儀與非接觸式(non-contact)三維掃描儀兩種。接觸式三維掃描儀系透過實(shí)際觸碰物體表面的方式計(jì)算物體的形狀，而非接觸式三維掃描儀系將能量投射至物體，再藉由能量的反射來計(jì)算物體的三維特征信息。常見的投射能量有一般的可見光、高能光束、超音波與X射線。

然而，現(xiàn)有技術(shù)的三維掃描儀的成本相當(dāng)高，且現(xiàn)有技術(shù)的三維掃描儀需耗費(fèi)大量時(shí)間來掃描物體，以建立實(shí)際物體的三維數(shù)位模型，因此現(xiàn)有技術(shù)的三維掃描儀效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明之目的在于提供一種根據(jù)多個(gè)于不同焦距的二維影像運(yùn)算出三維特征信息之感測系統(tǒng)及感測方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。

本發(fā)明三維特征信息感測系統(tǒng)包含一變焦式影像擷取裝置，以及一處理單元。該變焦式影像擷取裝置系用以于多個(gè)焦距對一物件連續(xù)擷取多個(gè)二維影像。該處理單元系用以移除該多個(gè)二維影像之失焦部分及保 留該多個(gè)二維影像之對焦部分，且根據(jù)該多個(gè)二維影像之相對應(yīng)焦距堆迭該多個(gè)二維影像之對焦部分，以產(chǎn)生該物件之三維特征信息。

本發(fā)明三維特征信息感測方法包含利用一變焦式影像擷取裝置于多個(gè)焦距對一物件連續(xù)擷取多個(gè)二維影像；移除該多個(gè)二維影像之失焦部分及保留該多個(gè)二維影像之對焦部分；以及根據(jù)該多個(gè)二維影像之相對應(yīng)焦距堆迭該多個(gè)二維影像之對焦部分，以產(chǎn)生該物件之三維特征信息。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明三維特征信息感測系統(tǒng)及感測方法系根據(jù)多個(gè)不同焦距的二維影像運(yùn)算出物件的三維特征信息，本發(fā)明只需要利用變焦式影像擷取裝置及適當(dāng)?shù)奶幚韱卧纯蓪ξ锛M(jìn)行三維感測，以建立物件的三維數(shù)位模型。因此本發(fā)明三維特征信息感測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，且具有較高的三維感測效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明三維特征信息感測系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意圖。

圖2為圖1三維特征信息感測系統(tǒng)感測物件的三維特征信息的示意圖。

圖3為本發(fā)明三維特征信息感測系統(tǒng)的第二實(shí)施例的示意圖。

圖4為本發(fā)明三維特征信息感測方法之流程圖。

具體實(shí)施方式

請參考圖1，圖1為本發(fā)明三維特征信息感測系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意圖。如圖1所示，本發(fā)明三維特征信息感測系統(tǒng)100包含一變焦式影像擷取裝置110，以及一處理單元120。變焦式影像擷取裝置110系用以于多個(gè)焦距對一物件連續(xù)擷取多個(gè)二維影像。處理單元120系電連接于變焦式影像擷取裝置110以接收變焦式影像擷取裝置110擷取的二維影像，處理單元120并根據(jù)變焦式影像擷取裝置110擷取的多個(gè)二維影像產(chǎn)生物件之三維特征信息。

請參考圖2，并一并參考圖1。圖2為圖1三維特征信息感測系統(tǒng)感測物件的三維特征信息的示意圖。如圖2所示，變焦式影像擷取裝置110可于多個(gè)焦距(例如焦距f1-f10)對一物件300連續(xù)擷取多個(gè)(例如10個(gè))二維影像，當(dāng)處理單元120接收到變焦式影像擷取裝置110擷取的多個(gè)二維影像后，處理單元120可先移除二維影像之失焦部分及保留二維影像之對焦部分，再根據(jù)物件300于二維影像之相對應(yīng)焦距堆迭多個(gè)二維影像之對焦部分，以產(chǎn)生物件300之三維特征信息。舉例來說，變焦式影像擷取裝置110可從焦距f1至焦距f10連續(xù)擷取10個(gè)物件300的二維影像，處理單元120再移除各個(gè)二維影像中之失焦部分及保留各個(gè)二維影像中之對焦部分A1-A10，之后處理單元120再根據(jù)二維影像的相對應(yīng)焦距之間的對焦距離比例堆迭多個(gè)二維影像之對焦部分A1-A10，以產(chǎn)生物件300之三維特征信息。如此，處理單元120可以建立物件300之三維數(shù)位模型300a。三維數(shù)位模型300a雖不具有物件300之實(shí)際尺寸信息，但三維數(shù)位模型300a具有和物件300相似之尺寸比例。

另一方面，若變焦式影像擷取裝置110和承載臺310(或物件300底部)沿Z軸方向之距離D1為已知，則處理單元120可進(jìn)一步利用相機(jī)成像原理運(yùn)算出物件300之其他對焦部份A1-A10和變焦式影像擷取裝置110沿Z軸方向之距離D2-D10，如此物件300之三維特征信息可以有更明確之尺寸信息。