[發明專利]輪廓測量系統和輪廓測量方法

有效

• 申請號: 202010169023.0
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN113124778B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 安國律多;賴岳益
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李世陽

1.一種輪廓測量系統，其特征在于，包括：

光投影機，配置成將圖案投影在物體上，所述圖案包括至少一個幾何形狀，其中所述光投影機包括：

光源，配置成提供光；

屏蔽罩，設置于所述光的傳輸路徑上且具有孔徑以允許所述光的一部分穿過并且產生所述圖案；以及

光學系統，設置于所述光的所述傳輸路徑上且包括可變焦距透鏡元件，其中所述光學系統配置成以不同投影距離投影所述圖案；

成像裝置，配置成捕獲以所述不同投影距離投影的所述圖案的圖像，其中，所述成像裝置包括透鏡系統和圖像傳感器，所述光投影機的光軸和所述成像裝置的光軸至少彼此相交于所述物體的表面上的焦點平面上的點處，在所述光投影機的光軸與所述成像裝置的光軸之間的角度大于0度且小于180度；

控制系統，配置成控制所述光投影機的投影距離和所述成像裝置的焦距；以及

處理單元，配置成獲得捕獲到的圖像中的對焦像素，基于所述對焦像素產生各自含有屏蔽區和對焦區的屏蔽圖像，基于所述捕獲到的圖像重建大景深的圖案圖像以及重建物體輪廓。

2.根據權利要求1所述的輪廓測量系統，其特征在于，所述圖案包括至少一直線、至少一曲線或其組合。

3.根據權利要求1所述的輪廓測量系統，其特征在于，所述光源包括至少一個發光二極管。

4.根據權利要求1所述的輪廓測量系統，其特征在于，所述光投影機的所述光學系統是遠心的光學系統。

5.根據權利要求1所述的輪廓測量系統，其特征在于，所述光投影機的所述光學系統還包括調節透鏡和投影透鏡，所述調節透鏡位于所述光源與所述屏蔽罩之間，且所述屏蔽罩位于所述調節透鏡與所述投影透鏡之間。

6.根據權利要求5所述的輪廓測量系統，其特征在于，所述可變焦距透鏡元件位于所述投影透鏡與所述屏蔽罩之間。

7.根據權利要求5所述的輪廓測量系統，其特征在于，所述投影透鏡位于所述可變焦距透鏡元件與所述屏蔽罩之間。

8.根據權利要求5所述的輪廓測量系統，其特征在于，所述調節透鏡配置成準直或近準直光投影在所述屏蔽罩上。

9.根據權利要求1所述的輪廓測量系統，其特征在于，所述成像裝置的所述透鏡系統是物側遠心的透鏡系統或雙遠心的透鏡系統。

10.根據權利要求1所述的輪廓測量系統，其特征在于，所述光源具有對應于所述屏蔽罩的形狀且包括根據所述屏蔽罩的所述孔徑的形狀排列的多個發光二極管芯片。

11.根據權利要求1所述的輪廓測量系統，其特征在于，所述成像裝置還包括可變焦距透鏡元件。

12.根據權利要求11所述的輪廓測量系統，其特征在于，所述光投影機中的所述可變焦距透鏡元件和所述成像裝置中的所述可變焦距透鏡元件以同步模式運作。

13.根據權利要求11所述的輪廓測量系統，其特征在于，所述光投影機中的所述可變焦距透鏡元件和所述成像裝置中的所述可變焦距透鏡元件以異步模式運作。

14.一種輪廓測量方法，其特征在于，包括：

通過光投影機以不同投影距離將圖案投影在物體上；

由成像裝置捕獲以所述不同投影距離投影的所述圖案的圖像，其中，所述光投影機的光軸和所述成像裝置的光軸至少彼此相交于所述物體的表面上的焦點平面上的點處，在所述光投影機的光軸與所述成像裝置的光軸之間的角度大于0度且小于180度；

獲得捕獲到的圖像中的對焦像素；

重建大景深的圖案圖像；以及

獲得所述物體輪廓。