[發明專利]投影線對應的光平面識別裝置、三維測量系統及方法

有效

• 申請號: 202110008578.1
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112665530B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 銀昌齡
• 申請（專利權）人: 銀昌齡
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 深圳市翼智博知識產權事務所(普通合伙) 44320
• 代理人: 黃莉

1.一種投影線對應的光平面識別裝置，與攝像裝置相連，所述攝像裝置用于拍攝與所述攝像裝置相對固定的結構光光源投射出的兩組同組平行而不同組彼此相交的光平面照射在待測物體上所形成的投影線網格以獲得實際網格圖像，其特征在于，所述識別裝置包括：

交點提取模塊，與所述攝像裝置相連，用于從所述攝像裝置提供的實際網格圖像中提取出各個光平面在待測物體表面形成的實際投影線和實際投影線相交形成的實際交點；

交點篩選模塊，與所述交點提取模塊相連，用于計算每個所述實際交點與預先標定并儲存的任意兩個相交的光平面的目標交線的實際距離，對比所述實際距離與預定距離閾值，將所有的僅與一條所述目標交線的實際距離小于所述預定距離閾值的實際交點確定為已識別交點；以及

投影線識別模塊，與所述交點篩選模塊相連，用于將與所述已識別交點的實際距離小于預定閾值的目標交線所在的兩個光平面與所述已識別交點所在的兩條實際投影線一一識別對應。

2.如權利要求1所述的投影線對應的光平面識別裝置，其特征在于，所述交點篩選模塊包括：

坐標標定單元，用于預先標定出所述結構光光源的任意兩個相交的光平面的目標交線在所述實際網格圖像中的實際交線坐標；

坐標存儲單元，用于存儲所述實際交線坐標；

距離計算單元，用于根據每個所述實際交點在實際網格圖像中的實際交點坐標和所述實際交線坐標計算每個實際交點與每條所述目標交線的實際距離；以及

對比及數量判斷模塊，用于對比所述實際距離與預定距離閾值，判斷與所述實際交點的實際距離小于預定距離閾值的目標交線的實際數量，將僅與一條所述目標交線的實際距離小于所述預定距離閾值的所有實際交點確定為已識別交點。

3.如權利要求1所述的投影線對應的光平面識別裝置，其特征在于，所述交點篩選模塊還用于將所有的與至少兩條所述目標交線的實際距離小于所述預定距離閾值的實際交點確定為混淆點，所述裝置還包括：

交點變換模塊，分別連接所述交點篩選模塊和所述投影線識別模塊，用于將與已確定出的已識別交點位于同一條實際投影線上的混淆點確定為已識別交點。

4.如權利要求1所述的投影線對應的光平面識別裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

位置校正模塊，用于采用最短距離校正法校正所述已識別交點的實際交點坐標使所述已識別交點落在對應的所述目標交線上。

5.一種三維測量系統，其特征在于，所述系統包括：

結構光光源，包括兩組光平面，每組光平面均包括多個相互平行的光平面，每個光平面與至少一個不同組的光平面相交，所述結構光光源的各個光平面投射在待測物體上形成的實際投影線共同組成一個投影線網格；

攝像裝置，與所述結構光光源相對固定，用于拍攝所述投影線網格以獲得實際網格圖像；

識別裝置，所述識別裝置為如權利要求1至4任一項所述的投影線對應的光平面識別裝置；以及

三維計算裝置，基于結構光光源的各個光平面與攝像裝置的固定幾何關系，計算得出所有已識別交點和實際投影線的三維坐標，構建待測物體的三維數據庫。

6.一種投影線對應的光平面識別方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

從攝像裝置提供的實際網格圖像中提取出實際投影線和實際投影線相交形成的實際交點，所述實際網格圖像由所述攝像裝置拍攝與所述攝像裝置相對固定的結構光光源投射出的兩組同組平行而不同組彼此相交的光平面照射在待測物體上所形成的投影線網格獲得；

計算每個所述實際交點與預先標定并儲存的任意兩個相交的光平面的目標交線的實際距離，對比所述實際距離與預定距離閾值，將所有的僅與一條所述目標交線的實際距離小于所述預定距離閾值的實際交點確定為已識別交點；以及

將與所述已識別交點的實際距離小于預定閾值的目標交線所在的兩個光平面與所述已識別交點所在的兩條實際投影線一一識別對應。