[发明专利]使用结构化照明的方法和3D扫描器

权利要求书

1.一种根据利用结构化照明获得的对象的2D图像确定3D表面位置信息的方法，所述方法包括：

-提供一系列结构化照明图案，所述系列中的每个相继的结构化照明图案包括强度特征的第一子集和第二子集，第一集合的每个强度特征与来自所述系列中的先前结构化照明图案的第一子集或第二子集的强度特征中的相应一个在空间上一致；

-每次至少在一个不同的时间点利用所述系列的所述结构化照明图案中的不同结构化照明图案照射所述对象；

-每当利用所述照明图案中的相应一个照射场景时捕获所述场景的2D图像；

-检测在所述图像中能看见所述结构化照明图案的所述第一子集和所述第二子集的强度特征的图像位置；

-针对每个相继的结构化照明图案，

-基于在利用所述系列中的先前结构化照明图案获得的图像中的具有关联强度特征的检测的图像位置的关联强度特征，将所述第一子集的强度特征与能看见所述第一子集的强度特征的图像位置相关联，并且

-在与所述第一子集的相互邻近的强度特征相关联的图像位置对儿之间的相应位置范围内，将所述第二子集的强度特征与能看见所述第二子集的强度特征的图像位置相关联，所述关联基于所述相互邻近的强度特征的关联；

-使用所述系列的最终结构化照明图案中的强度特征和图像位置之间的关联来识别所述最终结构化照明图案的强度特征，以确定3D表面位置信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，按照对应于所述结构化照明图案在所述系列中的序列的时间序列，利用所述结构化照明图案照射所述对象。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述强度特征是所述结构化照明图案中互不相同的光强度的区域之间的边缘。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一子集和所述第二子集的强度特征是在沿图像线的强度变化的相反方向上的边缘。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括：如果在所述对儿中的一个的所述图像位置之间检测到所述第二子集的多个强度特征，那么在所述对儿中的所述一个的所述图像位置之间选择能看见所述第二子集的强度特征的一个图像位置，并将选定的图像位置与处于与所述位置对儿的所述一个相关联的强度特征之间的所述第二子集的强度特征相关联。

6.根据权利要求1所述的方法，包括：

-向相应的图像位置分配用于检测所述第二子集的强度特征的特征检测评分值，

-基于处于所述对儿的所述图像位置之间的图像位置范围的所分配的检测评分值，针对所述图像位置对儿中的每个选择一个中间图像位置，并且

-将选定的图像位置与处于与所述位置对儿相关联的强度特征之间的所述第二子集的强度特征相关联。

7.根据权利要求1所述的方法，包括根据所述系列的下个先前结构化照明图案的所检测的最近的强度特征的关联强度特征，将所述第一子集的强度特征的所检测的图像位置相关联，并且，如果在下个先前结构化照明图案中没有找到这样的所检测的最近的强度特征，那么就从所述系列中的另一先前结构化照明进行寻找。

8.根据权利要求5所述的方法，包括根据利用所述系列的处于所述相继的照明图案之前的最前面的结构化照明图案针对这些位置发现的所述位置，更新所述系列的所述先前结构化照明图案的强度特征的所述位置，以确定最近的强度特征。

9.根据权利要求1所述的方法，包括：

-首先将在利用所述系列中的先前结构化照明图案获得的所述图像中与所述第一子集的强度特征相关联的所述图像位置对儿之间的、能看见所述第二子集的强度特征的图像位置与处于与利用所述系列中的当前结构化照明图案获得的所述图像中的所述位置对儿相关联的强度特征之间的所述第二子集的强度特征相关联；

-在利用所述系列的所述当前结构化照明图案获得的所述图像中，定义处于与所述第二子集的相继强度特征相关联的图像位置之间的搜索范围；

-随后在所述搜索范围中搜索能看见所述第一子集的强度特征的图像位置，并且将该图像位置与在利用所述系列中的所述当前结构化照明图案获得的所述图像中的关联强度特征相关联。