[發明專利]圖案投射模組、三維信息獲取系統、處理裝置及測量方法

在審

• 申請號: 201711338694.X
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107907055A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 朱慶峰;苑京立;田克漢;尹曉東;張國偉
• 申請（專利權）人: 北京馭光科技發展有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B11/06
• 代理公司: 北京志霖律師事務所11575
• 代理人: 吳艷

1.一種用于測量物體尺寸的圖案投射模組，包括：

相干光源；以及

圖案生成器，所述圖案生成器包括衍射光學元件并且設置在從所述相干光源向物體傳播的照明光的光路中，用于基于所述照明光生成要被投射到物體上的測量用圖案，該測量用圖案包括至少兩條線條，所述線條在測量用圖案中相交形成至少一個中央交點。

2.如權利要求1所述的圖案投射模組，其中，所述衍射光學元件構造為在沿線條的長度方向上以不小于20°，優選以不小于30°的張角投射所述測量用圖案。

3.如權利要求1所述的圖案投射模組，其中，所述至少兩條線條形成的非鈍角夾角α滿足30°≤α≤90°，優選50°≤α≤70°。

4.如權利要求1所述的圖案投射模組，其中，所述測量用圖案包括在測量用圖案的區域內形成至少三個中央交點的多條線條。

5.如權利要求4所述的圖案投射模組，其中，所述測量用圖案包括兩組平行線，每組平行線包括兩條線條，且兩組平行線在測量用圖案中形成四個中央交點。

6.如權利要求5所述的圖案投射模組，其中，所述測量用圖案還包括散斑，所述散斑分布在以所述四個中央交點為頂點的菱形區域以外的區域內。

7.如權利要求1所述的圖案投射模組，其中，所述測量用圖案還包括散斑，所述散斑優選呈陣列排布。

8.如權利要求1-7中任一項所述的圖案投射模組，其中，所述線條中的至少一條線條包括若干個間隔開的線段部分。

9.一種用于測量大致長方體物體的尺寸的三維信息獲取系統，所述系統包括：

如權利要求1-8中任一項所述圖案投射模組，用于向位于目標區域中的物體投射所述測量用圖案；以及

成像單元，包括至少一個相機，用于獲取投射有所述測量用圖案的、所述物體的圖像，所述圖案投射模組和所述成像單元相對于彼此具有確定的位置。

10.如權利要求9所述的三維信息獲取系統，還包括處理單元，所述處理單元接收來自所述成像單元的所述圖像，并被配置為執行以下操作：

處理所述圖像以檢測被投射在物體頂面上的中央交點以及所述測量用圖案中的線條與所述頂面的邊緣相交形成上邊緣交點以及與第一和第二側表面中的至少一者的下邊緣相交形成的下邊緣交點，其中，所述第一和第二側表面為所述物體的與頂面鄰接且彼此鄰接的兩個側表面；

至少部分地基于所述中央交點和上邊緣交點計算所述物體的長度和寬度；以及

至少部分地基于所述下邊緣交點計算所述物體的高度。

11.如權利要求9或10所述的三維信息獲取系統，其中，所述三維信息獲取系統被構造為用于測量包裝箱尺寸的手持式裝置。

12.如權利要求11所述的三維信息獲取系統，其中，所述圖案投射模組通過一安裝支架與所述成像單元可拆卸地安裝固定。

13.如權利要求12所述的三維信息獲取系統，其中，所述成像單元和所述處理單元集成在手機、PDA或平板電腦內。

14.如權利要求9或10所述的三維信息獲取系統，其中，所述圖案投射模組以頻閃的方式間歇地投射所述測量用圖案，并且所述成像單元獲取所述物體的投射有所述測量用圖案的圖像和未投射有所述測量圖案的圖像。

15.一種用于測量大致長方體物體尺寸的三維測量方法，包括：

利用圖案投射模組向所述物體投射測量用圖案，該測量用圖案包括至少兩條線條，所述線條在所述測量用圖案中相交形成至少一個中央交點，并且所述投射使得所述中央交點被投射在所述物體的頂面上，并使得所述線條被投射在所述頂面和與頂面鄰接的第一和第二側表面上，所述線條與所述頂面的邊緣相交形成上邊緣交點，并與所述第一和第二側表面中的至少一者的下邊緣相交形成的下邊緣交點；

利用相對于所述圖案投射模組具有確定的相對位置的成像單元，獲取其上投射有所述測量用圖案的物體的圖像，所述圖像顯示所述物體的所述頂面以及第一側表面和第二側表面；

確定所述中央交點、上邊緣交點和下邊緣交點在所述圖像中的位置；

至少部分地基于所述中央交點和上邊緣交點計算所述物體的長度和寬度；以及

至少部分地基于所述下邊緣交點計算所述物體的高度。