[發(fā)明專利]確定光譜信息的設(shè)備和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880080526.1
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN111512127B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 查爾斯·馬塞爾·亨利·維斯;布魯斯·唐納森·格里夫
• 申請（專利權(quán)）人: 曼徹斯特大學
• 主分類號: G01J3/10
• 分類號: G01J3/10;G01B11/00;G01N21/25;G06T7/521;G06T7/586;G01J3/28;G01N21/84
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 劉彬

1.一種確定三維物體的光譜信息的設(shè)備，所述設(shè)備包括：

空腔(110)，相對于物體定位；

成像光源(120)，相對于所述空腔定位，其中，成像光源能被控制以選擇性地發(fā)射多個波長范圍內(nèi)的光；

結(jié)構(gòu)化光源(132)，向所述物體發(fā)射結(jié)構(gòu)化照射，其中，所述結(jié)構(gòu)化光源包括圍繞所述空腔布置的多個照射裝置，其中所述結(jié)構(gòu)化光源包括關(guān)于至少一個照射結(jié)構(gòu)裝置布置的一個或多個照射裝置，其中每個照射裝置是相干照射裝置并且所述照射結(jié)構(gòu)裝置被布置為將結(jié)構(gòu)賦予來自所述相干照射裝置的相干光；

光度立體PS光源(131)，形成光的點源，從至少一個預定角度朝向所述物體發(fā)射照射并且其中所述PS光源被布置為從圍繞所述物體的預定徑向角度朝向所述物體選擇性地發(fā)射所述照射以用于PS成像，以確定關(guān)于所述物體的至少一部分的表面法線；

一個或多個成像裝置(140)，產(chǎn)生與所述物體的至少一部分有關(guān)的圖像數(shù)據(jù)；

控制單元，其中，所述控制單元被布置為控制所述結(jié)構(gòu)化光源以發(fā)射所述結(jié)構(gòu)化照射，以控制所述PS光源從圍繞所述物體的預定徑向角度朝向所述物體發(fā)射所述照射，并控制所述成像光源以發(fā)射所述多個波長范圍中選定的一個或多個波長范圍的光；

數(shù)據(jù)存儲單元，被布置為存儲與所述結(jié)構(gòu)化照射、由所述PS光源朝向所述物體發(fā)射的所述照射以及所述多個波長范圍中所述選定的一個或多個波長范圍中的每一個相對應的圖像數(shù)據(jù)；以及

處理裝置(1110)，被布置為根據(jù)與存儲在所述數(shù)據(jù)存儲單元中的所述結(jié)構(gòu)化照射相對應的圖像數(shù)據(jù)，確定與所述物體的至少一部分有關(guān)的深度信息，并且根據(jù)由所述PS光源朝向所述物體發(fā)射的所述照射確定所述表面法線，每個所述表面法線表示所述物體的表面的一部分的相應角度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述照射結(jié)構(gòu)裝置包括衍射光柵。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，每個所述照射裝置與相應的所述照射結(jié)構(gòu)裝置相關(guān)聯(lián)，并且，其中每個述照射裝置朝內(nèi)指向所述空腔的中心軸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，每個所述照射裝置是激光二極管。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述PS光源包括圍繞所述空腔布置的多個發(fā)光器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述處理裝置被布置為根據(jù)平方反比定律來確定所述深度信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述處理裝置被布置為根據(jù)所述深度信息，來校正與所述多個波長范圍中所述選定的一個或多個波長范圍對應的所述圖像數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，校正所述圖像數(shù)據(jù)包括：所述處理裝置根據(jù)A*(A’²/A²)來確定距離A’處所述多個波長范圍中所述選定的一個或多個波長范圍中每一個的所述圖像數(shù)據(jù)，其中A’是給定距離處的所述圖像數(shù)據(jù)的強度，A是實際成像距離。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述處理裝置被布置為根據(jù)h＝k*s確定所述深度信息，其中“s”是與所述結(jié)構(gòu)化照射對應的所述圖像數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化圖案的間隔，“h”是所述深度信息，“k”是常數(shù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述數(shù)據(jù)存儲單元被布置為存儲所述圖像數(shù)據(jù)的多光譜立方體(940)。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述多光譜立方體(940)包括多個波長范圍，其中，所述多個波長范圍中的每個對應于單獨的波長元素。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述處理裝置被布置為根據(jù)所述深度信息來確定深度矩陣(920)。