[發(fā)明專利]可調(diào)散斑圖案的調(diào)節(jié)方法及其投射方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810130926.0
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN110133853B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設計）人: 郝希應;周炳;張曉偉;吳治平;胡增新
• 申請（專利權）人: 舜宇光學（浙江）研究院有限公司
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B27/42;G02B27/48
• 代理公司: 寧波理文知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 33244
• 代理人: 羅京;孟湘明

本發(fā)明公開了一可調(diào)散斑圖案的調(diào)節(jié)方法及其投射方法。該可調(diào)散斑圖案的調(diào)節(jié)方法包括以下步驟：移動一微透鏡陣列模塊中至少一子微透鏡模塊，以調(diào)整該至少一子微透鏡模塊在該微透鏡陣列模塊的一光心平面內(nèi)的位置，從而獲得不同的可調(diào)散斑圖案，進而對整個空間進行多套散斑圖案的標定和測量。

技術領域

本發(fā)明涉及一3D成像技術領域，更具體地涉及一可調(diào)散斑圖案的調(diào)節(jié)方法及其投射方法。

背景技術

光學一直是科技創(chuàng)新的重頭戲，雖然傳統(tǒng)的攝像頭經(jīng)歷了2D時代像素和個數(shù)的倍增，但是該傳統(tǒng)攝像頭的光學相機一直停留在像素、感光等二維層面。隨著3D成像技術的快速發(fā)展，使得3D成像技術能在二維的基礎上，實現(xiàn)像素景深的疊加，進而獲取2D平面成像技術所丟失的物理世界中的第三維信息(尺寸和距離等幾何數(shù)據(jù))，以生成一深度圖像，用于識別視野內(nèi)空間每個點位的三維坐標信息，從而得到空間的3D數(shù)據(jù)并能夠復原完整的三維世界并實現(xiàn)各種智能的三維定位。換句話說，深度圖像作為一種全新的圖像模式開始進入人們的視野。不同于傳統(tǒng)的彩色圖像，深度圖像的像素值能表示場景中物體到相機的距離，因而能反映場景的三維結構信息，從而使得深度圖像在人臉識別、虹膜識別、手勢控制、機器視覺、三維美顏、三維建模、三維場景還原、環(huán)境學習和/或動作追蹤等領域有著更為廣泛的應用前景。

近年來，隨著結構光技術取得的巨大進步和飛速發(fā)展，結構光設備的應用也正在日益普及。特別是散斑結構光設備，當該散斑結構光設備的散斑結構光投射器所發(fā)射的結構光投射到物體表面時，可以在該物體表面上觀察到無規(guī)則的明暗斑點(即散斑圖案)，這種散斑圖案具有高度的隨機性，而且會隨著距離的不同而變換圖案，也就是說，空間中任意兩處的散斑圖案都是不同的。因此，只要在空間中打上這樣的結構光，整個空間就都被做了標記，把一物體放進這個空間，只要看看物體表面的散斑圖案，就可以知道這個物體表面上各點在什么位置了。當然，在使用該散斑結構光設備之前，需要把參考平面的散斑圖案記錄下來，所以在使用前要先做一次設備標定，以獲得該參考平面的散斑圖案，并將該散斑圖案作為該設備的標定圖案，以基于該標定圖案分析或計算出整個空間內(nèi)的所有散斑圖案的形狀和位置，從而通過對比該被測物體表面所形成的散斑圖案，以獲得該被測物體的三維信息(即深度信息)，進而獲得該被測物體的深度圖像。

然而，現(xiàn)有的散斑結構光設備的散斑結構光投射器通常僅能投射出固定的散斑圖案，即該散斑結構光投射器所投射出的散斑圖案單一且不能改變，使得該現(xiàn)有散斑結構光設備所獲得的深度信息不夠全面或有所偏差，進而影響該現(xiàn)有散斑結構光設備的測量精度，獲得的深度圖像的質(zhì)量不佳，因而不能滿足市場的需求。

此外，該散斑結構光投射器也極易受到工作距離、環(huán)境溫度、或/和復雜場景等因素的影響，進而導致該現(xiàn)有的散斑結構光設備的測量精度進一步下降，3D成像的質(zhì)量不佳。舉例地，對于特征復雜且聚集的場景(即被測物體的特征部分比較聚集)，該散斑結構光投射器仍僅能按預設的散斑圖案進行投射，可能造成該被測物體的特征部分處散斑圖案的密度不足，無法準確測量出該被測物體的具體特征，也就是說，該被測物體的三維信息沒有被完全獲取，使得該現(xiàn)有的散斑結構光設備無法真實地還原該被測物體的三維圖像，或者不能準確地識別該被測物體。

因此，如何增加散斑結構光投射器所投射的散斑圖案的復雜度，已經(jīng)成為當下亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一目的在于提供一可調(diào)散斑圖案的調(diào)節(jié)方法及其投射方法，其能夠獲得不同的所述可調(diào)散斑圖案，以對整個空間進行多套散斑圖案的標定和測量。

本發(fā)明的另一目的在于提供一可調(diào)散斑圖案的調(diào)節(jié)方法及其投射方法，其能夠提高所述可調(diào)散斑圖案的質(zhì)量。

本發(fā)明的另一目的在于提供一可調(diào)散斑圖案的調(diào)節(jié)方法及其投射方法，其能夠調(diào)節(jié)一可調(diào)散斑結構光投射系統(tǒng)，以使所述可調(diào)散斑結構光投射系統(tǒng)投射出不同的所述可調(diào)散斑圖案。

本發(fā)明的另一目的在于提供一可調(diào)散斑圖案的調(diào)節(jié)方法及其投射方法，其能夠增加所述可調(diào)散斑圖案的多樣化，以提高一可調(diào)散斑結構光投射系統(tǒng)的測量精度。