[發(fā)明專利]一種相機(jī)自轉(zhuǎn)式3D測(cè)量及信息獲取裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811031444.6
• 申請(qǐng)日: 2018-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN109218702B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左忠斌;左達(dá)宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天目愛視(北京)科技有限公司
• 主分類號(hào): H04N13/20
• 分類號(hào): H04N13/20;H04N13/204;H04N13/156;H04N5/232;G01B11/00;G01B11/02;G01B11/24;G01B11/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于3D測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，提供一種3D信息測(cè)量裝置，包括：圖像采集裝置，用于通過圖像采集裝置的采集區(qū)域與目標(biāo)物相對(duì)運(yùn)動(dòng)采集目標(biāo)物一組圖像；采集區(qū)域移動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)圖像采集裝置的采集區(qū)域與目標(biāo)物產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)；所述采集區(qū)域移動(dòng)裝置采用如下兩種方案之一：①所述采集區(qū)域移動(dòng)裝置為轉(zhuǎn)軸裝置，使得圖像采集裝置沿一中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)；②所述采集區(qū)域移動(dòng)裝置為光學(xué)掃描裝置，使得圖像采集裝置不移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，圖像采集裝置的采集區(qū)域與目標(biāo)物產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。發(fā)明采用單目相機(jī)和結(jié)構(gòu)更加精簡(jiǎn)，占用空間更小的采集區(qū)域移動(dòng)裝置。實(shí)現(xiàn)了采集區(qū)域和目標(biāo)物的相對(duì)位置的快速變換，加快了圖像獲取效率，減少了移動(dòng)相機(jī)產(chǎn)生的干擾。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D尺寸測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及利用圖片進(jìn)行目標(biāo)物3D采集從而進(jìn)行尺寸長(zhǎng)度測(cè)量的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前隨著諸如醫(yī)療、安防、生物、零件制造等技術(shù)的對(duì)被測(cè)物的3D采集和測(cè)量技術(shù)的要求不斷提高，視覺測(cè)量在3D采集中具有實(shí)時(shí)性好等諸多優(yōu)勢(shì)。目前很多3D采集和測(cè)量設(shè)備主要針對(duì)人或人的某個(gè)部位、物體或物體某個(gè)部位進(jìn)行采集，例如現(xiàn)有3D設(shè)備用來進(jìn)行臉部3D信息采集，或進(jìn)行虹膜3D信息采集，或進(jìn)行手部3D信息采集。我們所熟知的視覺測(cè)量技術(shù)包括單目測(cè)量和多目測(cè)量，相比于多目測(cè)量，單目測(cè)量具有成本低和測(cè)量不確定度低等優(yōu)勢(shì)，隨著三維位姿求解的算法不斷發(fā)展，單目測(cè)量得到了更廣泛的應(yīng)用。

但現(xiàn)有基于單目相機(jī)的3D圖像采集方式中存在結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，占用空間大，使用效率低等不足，特別是針對(duì)小范圍、小深度目標(biāo)物3D圖像采集，現(xiàn)有產(chǎn)品中不存在快捷的采集設(shè)備和測(cè)量裝置。例如現(xiàn)有技術(shù)中存在利用單個(gè)相機(jī)進(jìn)行3D拍攝的裝置，但其需要同時(shí)使用旋轉(zhuǎn)裝置、軌道(平移裝置)，特別是需要直線(圓弧曲線)運(yùn)動(dòng)的承載平臺(tái)、軌道等占用空間較大的機(jī)械結(jié)構(gòu)，需要將相機(jī)設(shè)置在空間中較遠(yuǎn)的兩個(gè)位置實(shí)現(xiàn)圖像采集和測(cè)量，使得整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜。還有一些使用機(jī)器臂承載相機(jī)，實(shí)現(xiàn)立體空間內(nèi)的任意角度、任意位置的拍攝。這種設(shè)備雖然可采集、測(cè)量的范圍比較廣，但機(jī)器臂結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制難度較大。而結(jié)構(gòu)和方法的復(fù)雜意味著可靠性會(huì)在一定程度上降低。并且由于存在直線(曲線)運(yùn)動(dòng)裝置或機(jī)械臂，該裝置的控制和移動(dòng)帶來的采集和測(cè)量不準(zhǔn)確性也是固有的問題。

而尺寸較小且深度較小的目標(biāo)物通常要求采集/測(cè)量設(shè)備體積小、可靠性高、采集速度快，特別是其對(duì)采集范圍要求較低。目前并沒有任何現(xiàn)有技術(shù)意識(shí)到該類型目標(biāo)物采集的特殊要求，即沒有任何提出該問題的動(dòng)機(jī)，更沒有任何針對(duì)小范圍、小深度3D點(diǎn)云、圖像的特定的采集/測(cè)量設(shè)備和方法。

另外，現(xiàn)有技術(shù)中還存在一種全景圖像采集技術(shù)，但這種技術(shù)是為了擴(kuò)大相機(jī)采集范圍而提出的，本質(zhì)依然是普通圖像，并不是3D信息的采集。由于其領(lǐng)域與本發(fā)明不同，且目的與本發(fā)明目的相悖(擴(kuò)大采集范圍而不是限定采集范圍)，因此其對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員不具有任何動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，提出了本發(fā)明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的高效率的相機(jī)自轉(zhuǎn)式3D信息獲取裝置、測(cè)量裝置，比對(duì)裝置，獲取方法，以及對(duì)應(yīng)的目標(biāo)物的配套物生成裝置。

其中，本發(fā)明提供的一種3D信息獲取裝置，包括

圖像采集裝置，用于通過圖像采集裝置的采集區(qū)域與目標(biāo)物相對(duì)運(yùn)動(dòng)采集目標(biāo)物一組圖像；

采集區(qū)域移動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)圖像采集裝置的采集區(qū)域與目標(biāo)物產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)；

所述采集區(qū)域移動(dòng)裝置采用如下兩種方案之一：

①所述采集區(qū)域移動(dòng)裝置為轉(zhuǎn)軸裝置，使得圖像采集裝置沿一中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)；

②所述采集區(qū)域移動(dòng)裝置為光學(xué)掃描裝置，使得圖像采集裝置不移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，圖像采集裝置的采集區(qū)域與目標(biāo)物產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選地，在方案①中，所述中心軸與圖像采集裝置相交。

優(yōu)選地，在方案①中，所述轉(zhuǎn)軸裝置包括旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。