[發(fā)明專利]測量方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010084272.X
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號(hào): CN111340957B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易京亞;趙天光;溫志慶
• 申請（專利權(quán)）人: 季華實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): G06T17/20
• 分類號(hào): G06T17/20;G06T9/00;G06F7/58
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛(wèi)良

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種測量方法和系統(tǒng)。所述測量方法包括：采用標(biāo)準(zhǔn)編碼圖像照射目標(biāo)物體，所述標(biāo)準(zhǔn)編碼圖像由對應(yīng)于偽隨機(jī)數(shù)字矩陣的箭矢符號(hào)集編碼，所述偽隨機(jī)數(shù)字矩陣的基元數(shù)為所述箭矢符號(hào)集中的箭矢符號(hào)的種類數(shù)，多種箭矢符號(hào)分別在同一平面上指向所述基元數(shù)個(gè)不同方向；通過所述目標(biāo)物體的反射，采集所述標(biāo)準(zhǔn)編碼圖像的變形編碼圖像；利用所述偽隨機(jī)數(shù)字矩陣對所述變形編碼圖像進(jìn)行解碼，以確定所述目標(biāo)物體的三維特征，其中，通過在所述編碼圖像中對以具有特定尺寸的窗口進(jìn)行平移來依次解碼。本發(fā)明實(shí)施例具有更高的魯棒性，并且進(jìn)一步提高了解碼的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于三維測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種測量方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著三維測量技術(shù)的發(fā)展，基于面結(jié)構(gòu)光的3D測量技術(shù)受到廣泛的應(yīng)用。結(jié)構(gòu)光3D測量技術(shù)是利用光源將預(yù)先編碼好的結(jié)構(gòu)光投影至待測物體表面，物體表面的高度變化將造成結(jié)構(gòu)光編碼圖像發(fā)生形變，利用相機(jī)拍攝形變的編碼圖案，并對變形編碼圖案進(jìn)行解調(diào)，即可獲得物體的3D數(shù)據(jù)。根據(jù)結(jié)構(gòu)光編碼方式的不同，面結(jié)構(gòu)光技術(shù)分為時(shí)間編碼、空間編碼、直接編碼。時(shí)間編碼需要采集多幅圖片才能進(jìn)行穩(wěn)定的解碼，直接編碼則容易受到環(huán)境光和噪聲的影響，而空間編碼方式只需要單張圖片即可進(jìn)行解碼，能夠應(yīng)用于高速測量場景。

目前常用的空間編碼方式是基于M陣列的空間編碼方式，M陣列是偽隨機(jī)陣列在二維上面的擴(kuò)展。大小為j*i矩陣的M陣列上任意一個(gè)特征點(diǎn)的碼值，由其特定大小鄰域網(wǎng)格的碼字共同決定，且在該M陣列中每個(gè)特征點(diǎn)碼值都是唯一的，因此能夠?qū)崿F(xiàn)單幀圖片的快速解碼。M陣列本身是一種偽隨機(jī)數(shù)字序列按照特定方式所構(gòu)成的矩陣，實(shí)際視覺應(yīng)用中，利用圖像符號(hào)來替代每個(gè)數(shù)字，從而形成M陣列結(jié)構(gòu)光。而其中圖像符號(hào)的選擇決定著后期解碼難易程度和準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)的圖像字符有涉及顏色編碼的彩色符號(hào)編碼，通過增加顏色通道能夠?qū)崿F(xiàn)更加復(fù)雜的編碼，但彩色編碼的顏色值受到物體表面光照因素和顏色影響較大，適用場景有限，因此黑白編碼使用更加廣泛。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種測量方法和系統(tǒng)，相對于傳統(tǒng)符號(hào)編碼技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的符號(hào)定位和高效的碼值恢復(fù)。

一方面，提供了一種測量方法，包括：采用標(biāo)準(zhǔn)編碼圖像照射目標(biāo)物體，所述標(biāo)準(zhǔn)編碼圖像由對應(yīng)于偽隨機(jī)數(shù)字矩陣的箭矢符號(hào)集編碼，所述偽隨機(jī)數(shù)字矩陣的基元數(shù)為所述箭矢符號(hào)集中的箭矢符號(hào)的種類數(shù)，多種箭矢符號(hào)分別在同一平面上指向所述基元數(shù)個(gè)不同方向；通過所述目標(biāo)物體的反射，采集所述標(biāo)準(zhǔn)編碼圖像的變形編碼圖像；利用所述偽隨機(jī)數(shù)字矩陣對所述變形編碼圖像進(jìn)行解碼，以確定所述目標(biāo)物體的三維特征，其中，通過在所述編碼圖像中對以具有特定尺寸的窗口進(jìn)行平移來依次解碼。

另一方面，提供了一種測量系統(tǒng)，包括：編解碼裝置；投射裝置，采用由所述編解碼裝置編碼的標(biāo)準(zhǔn)編碼圖像照射目標(biāo)物體，所述標(biāo)準(zhǔn)編碼圖像由對應(yīng)于偽隨機(jī)數(shù)字矩陣的箭矢符號(hào)集編碼，所述偽隨機(jī)數(shù)字矩陣的基元數(shù)為所述箭矢符號(hào)集中的箭矢符號(hào)的種類數(shù)，多種箭矢符號(hào)分別在同一平面上指向所述基元數(shù)個(gè)不同方向；采集裝置，通過所述目標(biāo)物體的反射，采集所述標(biāo)準(zhǔn)編碼圖像的變形編碼圖像；所述編解碼裝置，利用所述偽隨機(jī)數(shù)字矩陣對所述變形編碼圖像進(jìn)行解碼，以確定所述目標(biāo)物體的三維特征，其中，通過在所述編碼圖像中對以具有特定尺寸的窗口進(jìn)行平移來依次解碼。

本發(fā)明實(shí)施例的方案采用箭矢符號(hào)集編碼，由于箭矢符號(hào)集中的多種箭矢符號(hào)，因此實(shí)現(xiàn)了碼簡單且抗噪性強(qiáng)的編碼，在本發(fā)明實(shí)施例提供的解碼算法下，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確的符號(hào)定位和高效的碼值恢復(fù)，算法整體具有更高的魯棒性，此外，本發(fā)明實(shí)施例利用偽隨機(jī)數(shù)字矩陣對變形編碼圖像進(jìn)行解碼，進(jìn)一步提高了解碼的準(zhǔn)確性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的測量方法的示意性流程圖。