[發明專利]一種基于空間光調制器的3D測量及獲取裝置

有效

• 申請號: 201811032824.1
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109084679B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 左忠斌;左達宇
• 申請（專利權）人: 天目愛視（北京）科技有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/02;G01B11/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種基于空間光調制器的3D測量裝置及相關裝置，其中測量裝置包括：圖像采集裝置，用于采集圖像；空間光調制器，用于接收目標物的不同方向的光線，從而將目標物不同區域的圖像傳輸至圖像采集裝置的不同區域；圖像處理裝置，處理上述圖像采集裝置獲得的多個圖像得到目標物的3D信息；測量裝置，根據目標物的3D信息測量目標物的幾何尺寸。次注意到并提出由于相機體積導致多相機矩陣采集分辨率較低的技術問題，并提出通過利用光調制器接收目標物的不同方向的光線，從而將目標物不同區域的圖像傳輸至圖像采集裝置的不同區域，減少體積，提高3D測量/合成分辨率。

技術領域

本發明涉及物體3D測量技術領域，特別涉及利用圖片進行目標物3D采集和長度等幾何尺寸測量技術領域。

背景技術

目前3D采集/測量設備主要針對某一特定物，在物體確定后，通過多臺相機同時采集物體多張照片，從而合成物體的3D圖像，并利用3D點云數據進行物體長度、輪廓等測量。

然而，使用多臺相機導致整個裝置體積巨大。并且由于目前相機本身鏡頭、機身的尺寸固定，相鄰相機之間的間距存在極限值(由相機幾何尺寸決定)。在這種情況下，多臺相機采集的間隔較大，從而使得最終得到的3D點云或圖像合成效果差，且測量精度受到影響。目前解決這一問題必須將多個相機遠離目標物。但如果目標物較小，這樣會導致目標物在圖像中的占比較小，使得圖像中目標物的分辨率較低，同樣會影響3D合成和測量。因此，在上述情況下還要使用長焦鏡頭拍照，從而使得相機采集區域間隔更加密集。然而這樣增加了對鏡頭的要求和成本，且長焦鏡頭拍攝時對相機快門、周圍光線要求較高。綜上所述，多臺相機組成的相機矩陣體積大，分辨率低，對相機要求高。

特別是，目前還沒有利用多個圖像進行3D合成從而對微小物體3D成像、3D測量的有效手段。

發明內容

鑒于上述問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的3D測量及信息獲取裝置。

本發明提供了一種基于空間光調制器的3D測量裝置，包括

圖像采集裝置，用于采集圖像；

空間光調制器，用于接收目標物的不同方向的光線，從而將目標物不同區域的圖像傳輸至圖像采集裝置的不同區域；

圖像處理裝置，處理上述圖像采集裝置獲得的多個圖像得到目標物的3D信息；

測量裝置，根據目標物的3D信息測量目標物的幾何尺寸。

本發明還提供了一種基于空間光調制器的3D信息獲取裝置：包括

圖像采集裝置，用于采集多個圖像；

空間光調制器，用于接收目標物的不同方向的光線，從而將目標物不同區域的圖像傳輸至圖像采集裝置的不同區域；

圖像處理裝置，處理上述圖像采集裝置獲得的多個圖像得到目標物的3D信息。

可選的：空間光調制器相鄰兩個光學結構的光軸夾角滿足

H*(1-cosb)＝L*sin2b；

a＝m*b；

0<m<0.8；

其中L為圖像采集裝置到目標物的距離，H為采集到的圖像中目標物實際尺寸，a為空間光調制器相鄰兩個光學結構的光軸夾角，m為系數。

可選的：空間光調制器相鄰三個光學結構采集的三個圖像至少均存在表示目標物同一區域的部分。

可選的：所述圖像采集裝置包括一個或多個圖像采集單元。

可選的：所述空間光調制器為透射鏡陣列或反射鏡陣列。