[發(fā)明專利]基于單目結(jié)構(gòu)光的自檢自校準(zhǔn)方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011010623.9
• 申請(qǐng)日: 2020-09-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112164099A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戶磊;薛遠(yuǎn);曹天宇;王亞運(yùn);季棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京的盧深視科技有限公司;合肥的盧深視科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/33
• 分類號(hào): G06T7/33;G06T7/37
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 李文清

本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于單目結(jié)構(gòu)光的自檢自校準(zhǔn)方法及裝置，首先獲取單目結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的參考圖、物體圖和誤差閾值范圍；然后根據(jù)參考圖和物體圖，確定參考圖與物體圖的行對(duì)齊誤差；最后若行對(duì)齊誤差在所述誤差閾值范圍內(nèi)，則完成對(duì)單目結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的自檢自校準(zhǔn)。通過(guò)判斷行對(duì)齊誤差在誤差閾值范圍內(nèi)，完成對(duì)單目結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的自檢自校準(zhǔn)，可以保證三維深度信息重建的過(guò)程中圖像傳感器的光軸方向和散斑投射器的光軸方向始終保持平行，便于后續(xù)進(jìn)行三維深度信息重建。而且，不再需要進(jìn)行返廠維修，可以降低三維深度信息重建的硬件成本以及時(shí)間成本，提高三維深度信息重建的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器視覺(jué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于單目結(jié)構(gòu)光的自檢自校準(zhǔn)方法及裝置。

背景技術(shù)

數(shù)字散斑相關(guān)方法早期一直都是被用來(lái)測(cè)量二維位移和變形量，在力學(xué)中得到了大量應(yīng)用。隨著雙目立體視覺(jué)技術(shù)的成熟，數(shù)字散斑相關(guān)方法在三維面形測(cè)量中的應(yīng)用也逐漸發(fā)展起來(lái)。現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了以光學(xué)三角測(cè)量為基礎(chǔ)，利用一個(gè)雙目攝像頭和數(shù)字投影散斑，根據(jù)參考平面與受物體調(diào)制的散斑圖像進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，進(jìn)行被測(cè)物體三維面形測(cè)量。但是由于雙目攝像頭需要兩個(gè)紅外相機(jī)和一個(gè)激光發(fā)射器，這在硬件上增加成本。

為此，引入單目空間編碼結(jié)構(gòu)光3D重建技術(shù)本質(zhì)是一種基于空間編碼結(jié)構(gòu)光的深度測(cè)量技術(shù)，其采用的單目結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)主要包括散斑投射器、圖像傳感器以及計(jì)算芯片。其主要原理是將特殊的圖像樣式(如隨機(jī)散斑，條紋等等)投射到場(chǎng)景中，賦予場(chǎng)景中被測(cè)物體豐富的紋理信息，并通過(guò)圖像傳感器采集該幅場(chǎng)景圖像，與事先標(biāo)定時(shí)存儲(chǔ)的特定位置平面的參考散斑圖進(jìn)行匹配，再根據(jù)視差關(guān)系，計(jì)算場(chǎng)景中被測(cè)物體的三維深度信息。事先標(biāo)定的目的是為了減少計(jì)算耗時(shí)，降低硬件成本及功耗。但是上述技術(shù)中，計(jì)算三維深度信息的前提條件是保證圖像傳感器的光軸方向和散斑投射器的光軸方向平行，這一前提條件在前期搭建光學(xué)系統(tǒng)時(shí)是可以保證的。但是在后期使用中，可能由于摔砸等外界其他因素，導(dǎo)致圖像傳感器的光軸方向無(wú)法與散斑投射器的光軸方向保持平行，從而難以恢復(fù)出被測(cè)物體的三維深度信息。

而目前，當(dāng)圖像傳感器的光軸方向無(wú)法與散斑投射器的光軸方向保持平行時(shí)，通常采用的方式是將三維深度信息重建系統(tǒng)進(jìn)行返廠維修，這將大大增加三維深度信息重建的硬件成本以及時(shí)間成本，導(dǎo)致三維深度信息重建的效率低下。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于單目結(jié)構(gòu)光的自檢自校準(zhǔn)方法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于單目結(jié)構(gòu)光的自檢自校準(zhǔn)方法，包括：

獲取單目結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的參考圖、物體圖和誤差閾值范圍；

根據(jù)所述參考圖和所述物體圖，確定所述參考圖與所述物體圖的行對(duì)齊誤差；

若所述行對(duì)齊誤差在所述誤差閾值范圍內(nèi)，則完成對(duì)所述單目結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的自檢自校準(zhǔn)。

根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于單目結(jié)構(gòu)光的自檢自校準(zhǔn)方法，所述根據(jù)所述參考圖和所述物體圖，確定所述參考圖與所述物體圖的行對(duì)齊誤差的步驟，包括：

獲取所述參考圖的特征點(diǎn)和所述物體圖的特征點(diǎn)；

將所述參考圖的特征點(diǎn)和所述物體圖的特征點(diǎn)進(jìn)行匹配，獲取匹配結(jié)果；

根據(jù)所述匹配結(jié)果，確定所述參考圖與所述物體圖的行對(duì)齊誤差。

根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于單目結(jié)構(gòu)光的自檢自校準(zhǔn)方法，所述方法還包括：

若所述行對(duì)齊誤差不在所述誤差閾值范圍內(nèi)，則根據(jù)所述匹配結(jié)果，確定所述參考圖與所述物體圖之間的變換矩陣，并基于所述變換矩陣對(duì)所述參考圖進(jìn)行變換；

若確定變換后的所述參考圖與所述物體圖的行對(duì)齊誤差在所述誤差閾值范圍內(nèi)，則完成對(duì)所述單目結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的自檢自校準(zhǔn)。