[发明专利]用于3D物体识别系统的一种组合光栅结构

说明书

本发明是用于3D物体识别系统的一种组合光栅结构，其包括点阵光栅及矩阵光栅，其中点阵光栅位于矩阵光栅的上方；点阵光栅材料为有机玻璃或其它透光材料，点阵光栅上表面及下表面都具有点阵列，点阵为透光区域，其它区域为不透光区域或者是吸光区域，点阵光栅包括但不限于机械刻划、激光加工、全息光刻技术制作完成；矩阵光栅材料为黑色塑料或者其它的吸光材料，矩阵光栅是由矩形阵列构成的光栅，其中矩形内部为空的，矩阵光栅包括但不限于激光加工、模具成型制作完成；点阵光栅与矩阵光栅组合构成一种新的组合光栅结构，这种组合光栅结构能够得到多副图像，从而识别物体3D结构。

技术领域

本发明是一种用于3D物体识别系统的一种组合光栅结构。

背景技术

光栅作为色散元件，广泛应用于摄谱仪光谱分析，是分析物质成分、探索宇宙奥秘、开发大自然的必用仪器，极大的推动了科技发展；目前，也涌现出一系列新型光栅，如光纤光栅、液晶屏幕3D显示光栅；然而用于3D物体识别的光栅结构比较少见。

目前，3D物体识别技术主要有光飞时间、结构光、双目原理以及基于运动传感器的动作识别方法，主要应用于体感游戏以及虚拟现实和增强现实等设备。光飞时间原理采用深度摄像头作为接收器，基于光线被不同距离的物体反射后，回到接收器的时间不同来识别物体深度信息。由于光速很快，因此对接收器的响应速度和处理器的处理速度都要求较高。结构光原理采用结构光投影器和摄像头接收，基于投射特定结构的图案到被测物体，物体越远图案形状变大，根据图案形状变化检测物体的深度信息。双目原理采用两个摄像头模拟人的双眼对物体深度的识别，两个不同位置摄像头采集图像信息，再进行算法分析计算出深度信息。光飞时间、结构光和双目原理都使用了摄像头，受摄像头镜头数值孔径的限制，因此在近距离都存在不同程度的检测盲区，在需要近距离识别的应用中受到较大的限制。基于运动传感器的动作识别方法采用加速度传感器、陀螺仪和重力传感器等的综合运用，多用于特定的手势或体感动作识别，无法识别物体整体的3D结构。

发明内容

本发明所提供的一种用于3D物体识别系统的组合光栅结构，其包括：点阵光栅及矩阵光栅；所述点阵光栅位于矩阵光栅的上方，点阵光栅材料为有机玻璃或其它透光材料，点阵光栅上表面及下表面都具有点阵列，点阵为透光区域，其它区域为不透光区域或者是吸光区域，点阵光栅包括但不限于机械刻划、激光加工、全息光刻技术制作完成；矩阵光栅材料为黑色的塑料或者其它的吸光材料，矩阵光栅是由矩形阵列构成的光栅，所述矩形阵列内部为空的，矩阵光栅包括但不限于激光加工、模具成型制作完成；点阵光栅与矩阵光栅组合构成一种新的组合光栅结构，这种组合光栅结构能够得到多副图像，从而识别3D物体；

其中，所述的组合光栅可以紧贴组合、分离组合和复合组合；所述的紧贴组合就是一块点阵光栅或多块点阵光栅与一块矩阵光栅或多块矩阵光栅紧贴实现组合；所述的分离组合就是一块点阵光栅或多块点阵光栅与一块矩阵光栅或多块矩阵光栅分离同轴摆放实现组合；所述的复合组合，既包括紧贴组合又包括分离组合的组合方式；

其中，所述组合光栅结构具有过滤掉其它方向的光，只通过几个方向的光束，所述光束分别是所述点阵光栅上表面的孔透过其垂直方向下表面对应孔的一束光，及所述点阵光栅上表面的孔横纵方向相邻的孔到所述点阵光栅下表面的孔的光束。

综上所述，本发明的有益效果是：通过这种组合光栅结构过滤掉不必要方向上的光，只通过几束需要的光，从而得到多副不同的图像，从而识别3D物体。

为使进一步了解本发明结构，请参阅以下有关本发明的附图及说明，所附图式并没有按比例及尺寸画出特此声明，并且本发明附图与说明并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1是本发明其中之一组合光栅结构示意图；其中，101点阵光栅，102矩阵光栅。

图2是本发明其中之一组合光栅滤光装置示意图；其中，201入射光，202点阵光栅，203矩阵光栅，204光敏传感器阵列。