[发明专利]一种应用于智能手机的物体体积测量的装置及方法

权利要求书

1.一种应用于智能手机的物体体积测量的装置，所述装置包括：

红外散斑投射模块：用于投射散斑至待测物体；

图像采集模块：用于扫描待测物体的左视图、右视图、俯视图并获取各视图的像素当量值；以及用于实时采集待测物体目标场景中每个像素的红外散斑图像和RGB彩色图像，并将实时采集的红外散斑图像、RGB彩色图像和各视图像素当量值通过通信接口发送至处理模块；

处理模块：用于对接收到的红外散斑图像进行图像处理以得到显示效果平滑的深度图；以及用于对接收到的RGB 彩色图像进行坐标转换且将坐标转换后的RGB彩色图像与所述显示效果平滑的深度图进行结合以形成三维模型，并根据获得的各视图像素当量值和三维模型计算待测物体的体积；

图形显示模块：用于显示待测物体的深度图、三维模型及计算的体积；

所述红外散斑投射模块包括红外散斑投射器及第一驱动电路，所述第一驱动电路控制红外散斑投射器投射散斑至待测物体；

所述图像采集模块包括IR摄像头、RGB摄像头、第二驱动电路、第三驱动

电路，所述第二驱动电路控制IR摄像头实时采集待测物体目标场景中每个像素的红外散斑图像，同时通过扫描待测物体的左视图、右视图、俯视图获取各视图的像素当量值；所述第三驱动电路控制RGB摄像头实时采集待测物体目标场景中每个像素的RGB彩色图像；

所述装置通过智能手机非接触式测量，实现快速、便捷、精准的测量物体体积；

所述处理模块包括ASIC处理器，所述ASIC处理器包括深度感知处理模块、三维重建模块、存储器和体积计算模块；

所述深度感知处理模块用于将接收到的红外散斑图像进行图像预处理、运动

估计匹配及图像后处理，得到显示效果平滑的深度图，并将显示效果平滑的深度图通过通信接口发送至图形显示模块；

所述三维重建模块用于对接收到的RGB 彩色图像进行坐标转换且将坐标转

换后的RGB彩色图像与所述显示效果平滑的深度图进行点云配准、点云融合拼接、添加RGB信息、表面生成、纹理映射后形成三维模型，并将三维模型通过通信接口发送至体积计算模块和图形显示模块；

所述存储器用于存储图像采集模块发送的各视图像素当量值，并将各视图像素当量值通过通信接口发送至体积计算模块；

所述体积计算模块用于根据获得的各视图像素当量值和三维模型计算待测物体的体积，并将计算的体积通过通信接口发送至图形显示模块；

所述计算待测物体的体积公式如下：

其中，V表示待测物体体积，sum表示统计的三维模型空间中所包含的实际立体像素块数目， 分别表示的是使用智能手机IR摄像头扫描待测物体左视图、右视图和俯视图时的像素当量值；每个像素当量值通过 公式获得，其中D是待测物体的几何尺寸，N是待测物体图像所占像素数，L是待测物体到摄像头聚焦点的距离，f是焦距。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述深度感知处理模块包括标准散斑参考图存储器、图像预处理模块、运动

估计匹配模块、图像后处理模块；

所述标准散斑参考图存储器用于将IR摄像头采集的具有已知参考散斑距离的散斑图像作为参考散斑图进行存储；

所述图像预处理模块用于将IR摄像头实时采集的红外散斑图像进行预处理转换成灰度值序列散斑图；

所述运动估计匹配模块用于将预处理后的灰度值序列散斑图与存储在标准散斑参考图存储器中的参考散斑图进行运动估计匹配以得到深度图；

所述图像后处理模块用于将深度图进行图像滤波和图像分割，得到显示效果平滑的深度图。

3.一种根据权利要求1所述的应用于智能手机的物体体积测量的装置进行物体体积测量的方法，所述方法包括如下步骤：

S100、投射散斑至待测物体，移动所述智能手机以扫描待测物体的左视图、右视图、俯视图，并获得各视图的像素当量值；

S200、实时采集待测物体目标场景中每个像素的红外散斑图像和RGB彩色图像；

S300、对红外散斑图像进行图像处理得到显示效果平滑的深度图，并将RGB 彩色图像进行坐标转换且将坐标转换后的RGB彩色图像与所述显示效果平滑的深度图进行结合形成三维模型，进而根据获得的各视图像素当量值和三维模型计算待测物体的体积；

S400、显示待测物体的深度图、三维模型及计算的体积。