[發(fā)明專利]一種基于結(jié)構(gòu)照明的三維測量方法及系統(tǒng)、存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010463847.9
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111536904B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊洋
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市華漢偉業(yè)科技有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 彭家恩;彭愿潔

一種基于結(jié)構(gòu)照明的三維測量方法及系統(tǒng)、存儲介質(zhì)，其中三維測量方法包括：獲取待檢測物體在多次投射的結(jié)構(gòu)光照射下攝取的多幅投影圖像；根據(jù)預(yù)設(shè)的標(biāo)定關(guān)系對多幅投影圖像進(jìn)行三維重建處理，得到待檢測物體的高度圖像；對高度圖像進(jìn)行處理，得到待檢測物體的三維信息。由于預(yù)設(shè)的標(biāo)定關(guān)系包括投影圖像中任意像素點的坐標(biāo)、相位與對應(yīng)的世界坐標(biāo)之間的換算關(guān)系，那么在依據(jù)投影圖像中任意像素點的坐標(biāo)解相位得到對應(yīng)的相位信息之后，就可以根據(jù)該標(biāo)定關(guān)系方便地計算出像素點對應(yīng)的三維坐標(biāo)信息，避免了以往需要根據(jù)投影取像的幾何關(guān)系才能得到像素點的三維坐標(biāo)的局限性，提供了計算三維坐標(biāo)的技術(shù)新思路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于結(jié)構(gòu)照明的三維測量方法及系統(tǒng)、存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著模具設(shè)計、精密加工、產(chǎn)品檢測、工業(yè)測量等領(lǐng)域的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的二維測量技術(shù)已不能滿足日趨智能化、微型化、復(fù)雜化的生產(chǎn)要求，由此促進(jìn)了三維測量技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。比如在產(chǎn)品檢測的過程中，產(chǎn)品的質(zhì)量控制是一項非常重要的工作，傳統(tǒng)的二維測量方法已經(jīng)不能滿足一些場景的應(yīng)用需求。由于生產(chǎn)線的高速運行以及流水線的自動化作業(yè)需求，依靠人力實現(xiàn)產(chǎn)品外部結(jié)構(gòu)的檢查方法已被逐漸摒棄，取而代之的是二維圖像的目標(biāo)識別方法，由于二維圖像只有平面信息，所以對于物體的位置、深度是十分敏感的，也意味著當(dāng)從多個角度對同一物體拍攝時，通常會得到不同的拍攝結(jié)果。而三維測量技術(shù)就可以很好地解決這一問題，依靠物體在空間中外形不變的特性，可很好地獲取物體的三維信息，由于三維信息比二維信息多了一維的深度信息，其對姿態(tài)、光照等變化不太敏感，受這類因素的影響較小，使三維測量過程中物體識別的魯棒性大大地得到提高。

目前，主要借助接觸式三坐標(biāo)測量機(jī)來采集物體或場景的三維信息，其特點是測量精度高，對被測物體的色澤無特殊要求，但其在實際應(yīng)用中還存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作繁瑣、無法檢測軟物體等缺陷，使得其應(yīng)用場合受到限制。利用接觸式三坐標(biāo)測量機(jī)測量物體時，需要測頭與被測物體接觸，接觸時產(chǎn)生的壓力會使柔軟物體的表面產(chǎn)生形變，甚至產(chǎn)生劃傷，此類情況將損壞產(chǎn)品的表面外觀，導(dǎo)致產(chǎn)品無法銷售。此外，接觸式測量還存在測量速度慢、無法實現(xiàn)在線檢測的問題。

鑒于接觸式三維測量的局限性，技術(shù)人員已設(shè)法進(jìn)行非接觸式三維測量的研究，其中，基于計算機(jī)、光電子技術(shù)、信息處理的光學(xué)三維測量技術(shù)因測量速度快、非接觸、高精度等優(yōu)點得到了技術(shù)人員的青睞。但是現(xiàn)階段，往往采用激光測量法來實現(xiàn)非接觸式測量，具體為：投射一個激光面片到被測物體表面，在物體表面形成一條線狀的條紋，每次可以測量一條線，這就形成了激光線結(jié)構(gòu)光的掃描測量形式。激光測量法的缺點是需要待測量物體移動或者激光傳感器移動，不能準(zhǔn)確地獲取Y方向的三維信息，并且，物體移動或逐行掃描都會拖慢測量速度，也不利于高精度的測量效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是如何克服現(xiàn)有三維測量方法中測量效果不佳的問題。為解決上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┮环N基于結(jié)構(gòu)照明的三維測量方法及系統(tǒng)、存儲介質(zhì)。

根據(jù)第一方面，一種實施例中提供一種基于結(jié)構(gòu)照明的三維測量方法，其包括以下步驟：獲取待檢測物體在多次投射的結(jié)構(gòu)光照射下攝取的多幅投影圖像；根據(jù)預(yù)設(shè)的標(biāo)定關(guān)系對所述多幅投影圖像進(jìn)行三維重建處理，得到所述待檢測物體的高度圖像；所述標(biāo)定關(guān)系包括所述投影圖像中任意像素點的坐標(biāo)、相位與對應(yīng)的世界坐標(biāo)之間的換算關(guān)系；對所述高度圖像進(jìn)行處理，得到所述待檢測物體的三維信息。