[發(fā)明專利]一種基于虛擬矩陣的3D測(cè)量及獲取裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811032866.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN109146961B
• 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): G06T7/70
• 分類號(hào): G06T7/70;G06T5/50;G01C11/08
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種基于虛擬矩陣的測(cè)量裝置及相關(guān)裝置，其中，測(cè)量裝置包括：圖像采集裝置，用于提供采集區(qū)域，采集對(duì)應(yīng)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)域移動(dòng)至不同位置，形成其它采集區(qū)域，從而使得在一定時(shí)間內(nèi)在空間形成多個(gè)采集區(qū)域構(gòu)成的虛擬的圖像采集矩陣，并且使得圖像采集裝置從多個(gè)采集區(qū)域獲得目標(biāo)物的不同方向的圖像；圖像處理裝置，處理上述虛擬圖像采集矩陣獲得的圖像得到目標(biāo)物的3D信息；測(cè)量裝置，根據(jù)目標(biāo)物的3D信息測(cè)量目標(biāo)物的幾何尺寸。首次注意到并提出由于相機(jī)體積導(dǎo)致多相機(jī)矩陣采集分辨率較低的技術(shù)問題，并提出通過在一定時(shí)間內(nèi)形成虛擬相機(jī)矩陣的方式提高采集分辨率，分辨率可以達(dá)到像素級(jí)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物體3D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采集和長度等幾何尺寸測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前3D采集/測(cè)量設(shè)備主要針對(duì)某一特定物，在物體確定后，通過多臺(tái)相機(jī)同時(shí)采集物體多張照片，從而合成物體的3D圖像，并利用3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行物體長度、輪廓等測(cè)量。

然而，使用多臺(tái)相機(jī)導(dǎo)致整個(gè)裝置體積巨大。并且由于目前相機(jī)本身鏡頭、機(jī)身的尺寸固定，相鄰相機(jī)之間的間距存在極限值(由相機(jī)幾何尺寸決定)。在這種情況下，多臺(tái)相機(jī)采集的間隔較大，從而使得最終得到的3D點(diǎn)云或圖像合成效果差，且測(cè)量精度受到影響。目前解決這一問題必須將多個(gè)相機(jī)遠(yuǎn)離目標(biāo)物。但如果目標(biāo)物較小，這樣會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)物在圖像中的占比較小，使得圖像中目標(biāo)物的分辨率較低，同樣會(huì)影響3D合成和測(cè)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(jī)采集區(qū)域間隔更加密集。然而這樣增加了對(duì)鏡頭的要求和成本，且長焦鏡頭拍攝時(shí)對(duì)相機(jī)快門、周圍光線要求較高。

綜上所述，多臺(tái)相機(jī)組成的相機(jī)矩陣體積大，分辨率低，對(duì)相機(jī)要求高。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，提出了本發(fā)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(cè)量及信息獲取裝置。

本發(fā)明提供了一種基于虛擬矩陣的測(cè)量裝置，包括

圖像采集裝置，用于提供采集區(qū)域，采集對(duì)應(yīng)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)域移動(dòng)至不同位置，形成其它采集區(qū)域，從而使得在一定時(shí)間內(nèi)在空間形成多個(gè)采集區(qū)域構(gòu)成的虛擬的圖像采集矩陣，并且使得圖像采集裝置從多個(gè)采集區(qū)域獲得目標(biāo)物的不同方向的圖像；

圖像處理裝置，處理上述虛擬圖像采集矩陣獲得的圖像得到目標(biāo)物的3D信息；

測(cè)量裝置，根據(jù)目標(biāo)物的3D信息測(cè)量目標(biāo)物的幾何尺寸。

本發(fā)明還提供了一種基于虛擬矩陣的3D信息獲取裝置，包括

圖像采集裝置，用于提供采集區(qū)域，采集對(duì)應(yīng)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)域移動(dòng)至不同位置，形成其它采集區(qū)域，從而使得在一定時(shí)間內(nèi)在空間形成多個(gè)采集區(qū)域構(gòu)成的虛擬的圖像采集矩陣，并且使得圖像采集裝置從多個(gè)采集區(qū)域獲得目標(biāo)物的不同方向的圖像；

圖像處理裝置，處理上述虛擬圖像采集矩陣獲得的多個(gè)圖像得到目標(biāo)物的3D信息。

可選的，所述矩陣結(jié)構(gòu)是由采集所述多個(gè)圖像時(shí)圖像采集裝置的位置決定的，所述相鄰兩個(gè)位置至少滿足如下條件：

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(biāo)物的距離，H為采集到的圖像中目標(biāo)物實(shí)際尺寸，a為相鄰兩個(gè)位置圖像采集裝置光軸夾角，m為系數(shù)。