[发明专利]新型线条结构光三维传感方法及装置

说明书

本申请公开了一种新型线条结构光三维传感方法及装置。该新型线条结构光三维传感方法及装置包括衍射光学元件、光源阵列装置、图像获取装置和对光源阵列装置和图像获取装置进行控制的控制电路板，光源阵列装置用于将若干条光束从不同角度进行发射，光源阵列装置的控制端与控制电路板的控制信号输出端连接，衍射光学元件用于对光源阵列装置发射的光束进行分束以及控制光束分束后投射光斑为线条光斑，并将线条光斑投射到投影面以及被测物体上，图像获取装置用于获取线条光斑在投影面以及被测物体上的投射图像，图像获取装置的控制端与控制电路板的控制信号输出端连接。本申请解决了三维测量精度低、转换速度慢的技术问题。

技术领域

本申请涉及物体的三维测量领域，具体而言，涉及一种新型线条结构光三维传感方法及装置。

背景技术

三维扫描仪在人机交互、工业检测、安防监控、机器人和自动驾驶等领域都有广泛用途，在对物体进行三维测量时，常见的方法有单线扫描和条纹结构光测量，两种方式都能够实现对物体的高精度三维测量。其中，条纹结构光测量的原理是使用投影仪或光栅等设备，将变化的黑白相间的条纹图案投射到被测物体表面，连续拍摄多张照片，识别照片中条纹的位置，并通过光学三角测光法对深度信息进行计算。如图1所示，为七阶二进制条纹图案变换序列，七阶条纹能够产生128种图案，需要连续拍摄七张照片得出一副深度图。单线扫描虽然原理简单，但是扫描时间需要数秒才能完成，不适于高精度领域进行三维测量使用；条纹结构光测量与单线扫描相比精度低，但是采用的投影仪或者光栅存在转换速度慢、扫描时间长、价格昂贵的缺点。

针对相关技术中三维测量精度低、转换速度慢的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种新型线条结构光三维传感方法及装置，以解决三维测量精度低、转换速度慢的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种新型线条结构光三维传感方法。

根据本申请的新型线条结构光三维传感方法，包括如下步骤：

将被测物体放置于投影面前方；

将若干条不同角度投射的光束分束后以线条光斑的形式投射到所述投影面以及所述被测物体上，并获取所述投影面以及所述被测物体上的投射图像；

根据所述投影面上的投射图像和所述被测物体上的投射图像通过结构光编码测量法计算出所述被测物体的三维空间位置。

进一步的，所述从将若干条不同角度投射的光束分束后以线条光斑的形式投射到所述投影面以及所述被测物体上，并获取所述投影面以及所述被测物体上的投射图像，包括

将一条光束分束后以线条光斑的形式投射到所述投影面以及所述被测物体上，并获取该条光束所述投影面以及所述被测物体上的投射图像；

每获取一次投射图像后，在与之前光束不同的投射角度上增加一条光束分束后以线条光斑的形式投射到所述投影面以及所述被测物体上，并分别获取每次所述投影面以及所述被测物体上的投射图像。

进一步的，所述若干条不同角度投射的光束分束后的线条光斑并排投射到所述投影面以及所述被测物体上。

进一步的，所述从若干条不同角度投射的光束中，增加或者减少至少一条光束，并获取所述线条光斑间距改变后投射到所述投影面以及所述被测物体上的图像。

进一步的，所述光束为可见光束或者非可见光束。

进一步的，所述获取所述投影面以及所述被测物体上的投射图像时，采用多个图像获取装置分别从多个不同角度上对所述投影图像进行获取。

进一步的，所述从若干条不同角度投射的光束中，改变至少一条光束的宽度，并获取所述线条光斑间距改变后投射到所述投影面以及所述被测物体上的图像。