[發(fā)明專利]物體的三維信息獲取方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110244233.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-05
• 公開（公告）號(hào): CN113028989B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州天準(zhǔn)軟件有限公司;蘇州天準(zhǔn)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00;G01B11/25
• 代理公司: 上海華誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31300
• 代理人: 徐穎聰

本發(fā)明提供一種物體的三維信息獲取方法及裝置，其中，三維信息獲取方法包括：步驟S1，對(duì)待測(cè)量物體投射相移條紋圖和格雷碼條紋圖；步驟S2，捕捉制后的所述相移條紋圖和所述格雷碼條紋圖；步驟S3，解碼得到相位圖和格雷碼碼值圖；步驟S4，將所述相位圖以及所述格雷碼碼值圖中的像素點(diǎn)分類為第一像素點(diǎn)或第二像素點(diǎn)；步驟S5，確定第一像素點(diǎn)和第二像素點(diǎn)的相位階數(shù)，從而得到相位階數(shù)圖，根據(jù)所述相位階數(shù)圖解析所述相位圖，從而得到解包相位圖；步驟S6，通過(guò)所述解包相位圖，獲取待測(cè)量物體的三維信息。根據(jù)本發(fā)明的三維信息獲取方法，能夠準(zhǔn)確地獲取物體的三維信息，成本低且穩(wěn)定性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三維傳感領(lǐng)域，具體涉及一種物體的三維信息獲取方法及裝置。

背景技術(shù)

光學(xué)三維傳感技術(shù)是通過(guò)特定的光學(xué)結(jié)構(gòu)，通過(guò)主動(dòng)發(fā)射具有某種特性的光信號(hào)，被接收裝置捕捉后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析并獲取其三維信息的對(duì)歐幾里得世界感知的重要手段。主要的代表技術(shù)有基于光的干涉的干涉儀，基于三角測(cè)量原理的，基于飛行時(shí)間的TOF等。

干涉儀由于其高昂的研制成本和苛刻的測(cè)試環(huán)境，納米級(jí)的精度，一般用于實(shí)驗(yàn)室，作為精密計(jì)量的裝置。飛行時(shí)間法，主要分為dTOF和iTOF。其中dTOF的核心芯片為SPAD(Single Photon Avalanche Diode單光子雪崩二極管)，直接計(jì)算光子的到達(dá)時(shí)間來(lái)確定距離的遠(yuǎn)近。而iTOF主要是利用信號(hào)的調(diào)制解調(diào)，其信號(hào)載體為時(shí)間本身，通過(guò)解調(diào)來(lái)間接獲得飛行時(shí)間，異曲同工解決了對(duì)于距離的感知。TOF具有感知距離遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但其精度較低，一般在mm級(jí)，無(wú)法用于精密的工業(yè)測(cè)量領(lǐng)域。

基于三角測(cè)量原理的技術(shù)，一般分為點(diǎn)，線和面結(jié)構(gòu)光。點(diǎn)激光顧名思義，是通過(guò)打出去一個(gè)點(diǎn)，對(duì)該點(diǎn)返回的信號(hào)被相機(jī)CCD/CMOS捕捉后，通過(guò)投射，相機(jī)和空間點(diǎn)組成的三角形進(jìn)行幾何求解。線激光則是通過(guò)投射打出一個(gè)扇面，該扇面在物體上體現(xiàn)為一條被物體表面調(diào)制的輪廓，輪廓線同樣被相機(jī)捕捉，通過(guò)提取激光線中心像素坐標(biāo)，同樣構(gòu)成相機(jī)，投影，空間點(diǎn)的三角關(guān)系，得到物體表面該點(diǎn)的空間坐標(biāo)。而面結(jié)構(gòu)光技術(shù)，則是打出去一個(gè)面，相對(duì)于點(diǎn)和線激光，其具有一次成像范圍廣，速度快，數(shù)據(jù)稠密等特點(diǎn)。按照行業(yè)分，消費(fèi)級(jí)領(lǐng)域一般使用由VCSEL為代表的散斑結(jié)構(gòu)光，和工業(yè)領(lǐng)域以美國(guó)德州儀器(TexasInstrument，簡(jiǎn)稱TI)公司的數(shù)字投影技術(shù)。

但是，目前獲取的三維信息中的邊緣信息并不準(zhǔn)確，導(dǎo)致三維信息精度不高，不能滿足客戶高精度需求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種物體的三維信息獲取方法及裝置，能夠準(zhǔn)確地獲取物體的三維信息，成本低且穩(wěn)定性高。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，一方面，本發(fā)明提供物體的三維信息獲取方法，包括如下步驟：

步驟S1，對(duì)待測(cè)量物體投射相移條紋圖和格雷碼條紋圖，以由待測(cè)量物體對(duì)所述相移條紋圖和所述格雷碼條紋圖進(jìn)行調(diào)制；

步驟S2，捕捉經(jīng)所述待測(cè)量物體調(diào)制后的所述相移條紋圖和所述格雷碼條紋圖；

步驟S3，對(duì)捕捉到的經(jīng)調(diào)制后的所述相移條紋圖進(jìn)行解碼，得到相位圖，對(duì)捕捉到的經(jīng)調(diào)制后的所述格雷碼條紋圖進(jìn)行解碼，得到格雷碼碼值圖，其中，所述相位圖中的像素點(diǎn)的位置與所述格雷碼碼值圖中的像素點(diǎn)的位置一一對(duì)應(yīng)；

步驟S4，將所述相位圖以及所述格雷碼碼值圖中的像素點(diǎn)分類為第一像素點(diǎn)或第二像素點(diǎn)，所述第一像素點(diǎn)位于所述格雷碼碼值圖的非邊緣區(qū)域、所述格雷碼碼值圖的跳邊沿區(qū)域或所述相位圖的跳邊沿區(qū)域，所述第二像素點(diǎn)為所述格雷碼碼值圖或所述相位圖中除了所述第一像素點(diǎn)外的其他像素點(diǎn)；

步驟S5，根據(jù)所述第一像素點(diǎn)在所述格雷碼碼值圖中的數(shù)值確定第一像素點(diǎn)的相位階數(shù)，通過(guò)空域的信息對(duì)所述第二像素點(diǎn)進(jìn)行矯正得到第二像素點(diǎn)的相位階數(shù)，根據(jù)所述第一像素點(diǎn)和所述第二像素點(diǎn)的相位階數(shù)得到相位階數(shù)圖，根據(jù)所述相位階數(shù)圖解析所述相位圖，從而得到解包相位圖；