[發明專利]基于結構光的場景深度檢測方法及系統

有效

• 申請號: 202110441484.3
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113188450B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 封澤希
• 申請（專利權）人: 封澤希
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G06T7/55;G06T9/00
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 蒙捷

1.基于結構光的場景深度檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，采用結構光編碼方法形成結構光圖案，該結構光圖案沿x軸方向是一種偽隨機序列編碼圖案，該結構光編碼圖案沿Y軸方向是周期圖案；

步驟二，通過結構光圖案對攝像機拍攝圖像進行二值化；

步驟三，沿著投影儀Y軸的投影方向上將結構光編碼圖案進行逐像素上下平移，并記錄每次平移時圖像差異的絕對值；

步驟四，找到圖像差異的波谷；通過圖像差異的波谷計算信號的周期；

步驟五，根據周期和編碼圖案的關系確定神經網絡識別器的輸入圖像尺寸；

步驟六，根據投影儀X軸和Y軸的投影方向對攝像機拍攝的局部圖像進行校正，然后以攝像機圖像上的每個像素點為中心，按照輸入圖像尺寸截取圖像并識別其在編碼圖案中的對應位置。

2.根據權利要求1所述的基于結構光的場景深度檢測方法，其特征在于，步驟四中，使用信號處理工具箱中的findpeaks函數找到圖像差異的波谷。

3.根據權利要求1所述的基于結構光的場景深度檢測方法，其特征在于，步驟四中周期以像素為單位。

4.根據權利要求1所述的基于結構光的場景深度檢測方法，其特征在于，步驟二中，首先，根據投影儀的分辨率構造橫、縱格雷碼編碼圖案；然后，投影儀按順序將所構造的橫、縱格雷碼編碼圖案投射到場景中，攝像機按順序拍攝投射圖案之后的場景；第三步，投影儀投射結構光圖案，然后攝像機拍攝投射結構光圖案之后的場景；第四步，使用格雷碼的解碼方法計算攝像機和投影儀圖像上的匹配點關系；第五步，對結構光圖案，使用周期檢測方法計算出Y軸方向的圖像周期；第六步，然后根據圖像周期計算出解碼實際拍攝圖像所需的窗口尺寸；第七步，將格雷碼方法計算出的匹配點位置作為正確的分類結果并重新通過第五步計算出的窗口大小，訓練神經網絡分類器。

5.根據權利要求1所述的基于結構光的場景深度檢測方法，其特征在于，步驟一中的結構光編碼方法形成的結構光編碼圖案，其Y軸上的周期大小與X軸上的偽隨機序列的編碼窗口尺寸成正比。

6.根據權利要求1所述的基于結構光的場景深度檢測方法，其特征在于，步驟一中的結構光編碼方法，采用柱狀圖形分別形成彼此之間沒有間隙的編碼圖元和相位圖元；編碼圖元和相位圖元均由A顏色和B顏色組成。

7.根據權利要求6所述的基于結構光的場景深度檢測方法，其特征在于，在形成編碼圖元的時候，先將柱狀圖形等分成K份，然后按照排列組合的方式將份區域填充A顏色，將剩下的區域填充B顏色，從而構造出種編碼圖元，其中為整數。

8.根據權利要求7所述的基于結構光的場景深度檢測方法，其特征在于，在形成相位圖元的時候，采用與編碼圖元大小相同的柱狀圖形，相位圖元中A顏色和B顏色的比例與([k/2]):(k-[k/2])不同。

9. 根據權利要求8所述的基于結構光的場景深度檢測方法，其特征在于，種編碼圖元與偽隨機序列中的種編碼字符一一對應，并將編碼圖元按照偽隨機序列中對應字符的順序排列成基本編碼結構，其中偽隨機序列的窗口大小為M。

10.基于結構光的場景深度檢測系統，其特征在于，包括

結構光編碼生成模塊，用來生成結構光圖案，該結構光圖案沿x軸方向是一種偽隨機序列編碼圖案，該結構光編碼圖案沿Y軸方向是周期圖案；

周期計算模塊，用來通過結構光圖案對攝像機拍攝圖像進行二值化；用來沿著投影儀Y軸的投影方向上將結構光編碼圖案進行逐像素上下平移，并記錄每次平移時圖像差異的絕對值；用來通過圖像差異的絕對值找到圖像差異的波谷；通過圖像差異的波谷計算信號的周期；

根據周期和編碼圖案的關系確定神經網絡識別器的輸入圖像尺寸；

圖像校正模塊，用來根據投影儀X軸和Y軸的投影方向對攝像機拍攝的局部圖像進行校正，然后以攝像機圖像上的每個像素點為中心，按照輸入圖像尺寸截取圖像并識別其在編碼圖案中的對應位置。