[發明專利]新型線條結構光三維傳感方法及裝置

在審

• 申請號: 201711401791.9
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108036742A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 朱慶峰;苑京立;張國偉;尹曉東;田克漢
• 申請（專利權）人: 北京馭光科技發展有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 北京卓唐知識產權代理有限公司 11541
• 代理人: 唐海力;韓來兵

本申請公開了一種新型線條結構光三維傳感方法及裝置。該新型線條結構光三維傳感方法及裝置包括衍射光學元件、光源陣列裝置、圖像獲取裝置和對光源陣列裝置和圖像獲取裝置進行控制的控制電路板，光源陣列裝置用于將若干條光束從不同角度進行發射，光源陣列裝置的控制端與控制電路板的控制信號輸出端連接，衍射光學元件用于對光源陣列裝置發射的光束進行分束以及控制光束分束后投射光斑為線條光斑，并將線條光斑投射到投影面以及被測物體上，圖像獲取裝置用于獲取線條光斑在投影面以及被測物體上的投射圖像，圖像獲取裝置的控制端與控制電路板的控制信號輸出端連接。本申請解決了三維測量精度低、轉換速度慢的技術問題。

技術領域

本申請涉及物體的三維測量領域，具體而言，涉及一種新型線條結構光三維傳感方法及裝置。

背景技術

三維掃描儀在人機交互、工業檢測、安防監控、機器人和自動駕駛等領域都有廣泛用途，在對物體進行三維測量時，常見的方法有單線掃描和條紋結構光測量，兩種方式都能夠實現對物體的高精度三維測量。其中，條紋結構光測量的原理是使用投影儀或光柵等設備，將變化的黑白相間的條紋圖案投射到被測物體表面，連續拍攝多張照片，識別照片中條紋的位置，并通過光學三角測光法對深度信息進行計算。如圖1所示，為七階二進制條紋圖案變換序列，七階條紋能夠產生128種圖案，需要連續拍攝七張照片得出一副深度圖。單線掃描雖然原理簡單，但是掃描時間需要數秒才能完成，不適于高精度領域進行三維測量使用；條紋結構光測量與單線掃描相比精度低，但是采用的投影儀或者光柵存在轉換速度慢、掃描時間長、價格昂貴的缺點。

針對相關技術中三維測量精度低、轉換速度慢的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本申請的主要目的在于提供一種新型線條結構光三維傳感方法及裝置，以解決三維測量精度低、轉換速度慢的問題。

為了實現上述目的，根據本申請的一個方面，提供了一種新型線條結構光三維傳感方法。

根據本申請的新型線條結構光三維傳感方法，包括如下步驟：

將被測物體放置于投影面前方；

將若干條不同角度投射的光束分束后以線條光斑的形式投射到所述投影面以及所述被測物體上，并獲取所述投影面以及所述被測物體上的投射圖像；

根據所述投影面上的投射圖像和所述被測物體上的投射圖像通過結構光編碼測量法計算出所述被測物體的三維空間位置。

進一步的，所述從將若干條不同角度投射的光束分束后以線條光斑的形式投射到所述投影面以及所述被測物體上，并獲取所述投影面以及所述被測物體上的投射圖像，包括

將一條光束分束后以線條光斑的形式投射到所述投影面以及所述被測物體上，并獲取該條光束所述投影面以及所述被測物體上的投射圖像；

每獲取一次投射圖像后，在與之前光束不同的投射角度上增加一條光束分束后以線條光斑的形式投射到所述投影面以及所述被測物體上，并分別獲取每次所述投影面以及所述被測物體上的投射圖像。

進一步的，所述若干條不同角度投射的光束分束后的線條光斑并排投射到所述投影面以及所述被測物體上。

進一步的，所述從若干條不同角度投射的光束中，增加或者減少至少一條光束，并獲取所述線條光斑間距改變后投射到所述投影面以及所述被測物體上的圖像。

進一步的，所述光束為可見光束或者非可見光束。

進一步的，所述獲取所述投影面以及所述被測物體上的投射圖像時，采用多個圖像獲取裝置分別從多個不同角度上對所述投影圖像進行獲取。

進一步的，所述從若干條不同角度投射的光束中，改變至少一條光束的寬度，并獲取所述線條光斑間距改變后投射到所述投影面以及所述被測物體上的圖像。