[发明专利]多温度标定系统以及多温度标定方法

说明书

本发明公开了一多温度标定系统以及多温度标定方法。该多温度标定系统用于在不同温度下标定一结构光设备，以采集该结构光设备在不同温度下所投射的标定特征图像，以生成不同温度下的标定图像数据，使得在不同温度下使用该结构光设备以获得一被测物体(被测目标)表面上的特征图像时，该结构光设备能够基于相应温度下的该标定图像数据来分析该被测物体表面上的特征图像，以计算出该被测物体的三维信息，以获得该被测物体的深度信息，以便减小或消除温度对该结构光设备的计算结果产生的影响，进而提高该结构光设备的精度。

技术领域

本发明涉及一结构光领域，更具体地涉及一多温度标定系统以及多温度标定方法。

背景技术

近年来，随着结构光技术取得的巨大进步和飞速发展，结构光设备的应用正在日益普及。具体地，结构光顾名思义就是有特殊结构的光，比如激光散斑、条纹光、编码结构光等等。结构光方法(Structured Light)是一种主动式光学测量技术，其基本原理是由一投射器(比如激光器)向一被测物体(或被测目标)表面投射具有特定信息的结构光，并由一接收器(如摄像机)获得图像，通过系统几何关系，利用三角原理计算得到该被测物体的三维坐标，进而获得该被测物体的三维信息(深度信息)，从而能推动人脸识别、虹膜识别、手势控制、机器视觉、三维美颜、三维建模、三维场景还原、环境学习和/或动作追踪等变为现实，因此，结构光技术是开启AI和AR时代的感知钥匙。

对于结构光设备，比如散斑结构光设备，其所发射的激光通过光学衍射元件 (如具有粗糙透明表面的毛玻璃)并投射到物体表面时，在该物体表面可以观察到无规则的明暗斑点(即激光散斑)，这种激光散斑具有高度的随机性，而且会随着距离的不同而变换图案，也就是说，空间中任意两处的散斑图案都是不同的。因此，只要在空间中打上这样的结构光，整个空间就都被做了标记，把一物体放进这个空间，只要看看物体表面的散斑图案，就可以知道这个物体表面上各点在什么位置了。当然，在使用该散斑结构光设备之前，需要把参考平面的散斑图案记录下来，所以在使用前要先做一次设备标定，以获得该参考平面的散斑图案，并将该散斑图案作为该设备的标定图案，以基于该标定图案分析或计算出整个空间内的所有散斑图案的形状和位置，从而通过对比该被测物体表面所形成的散斑图案，以获得该被测物体的三维信息(即深度信息)。

然而，由于温度会直接影响结构光设备的投射器(如激光器)发射/投射的结构光的特定信息，即该投射器在不同的温度下所发射的结构光的特定信息将会发生不同程度的改变或偏移，因此，一旦该结构光设备在标定和使用时的温度不完全相同时，就会造成该结构光设备的测量结果产生偏差，从而影响该结构光设备的精度。举例地，该结构光设备的使用环境多变(比如在夏季或冬季使用，再比如在南方和北方使用等等)，环境温度也是变化莫测，从而造成该结构光的自身温度也随环境温度的改变而发生改变。另外，该结构光设备随着使用时间的增加，自身也在不断地产生热量，进一步造成该结构光设备的自身温度发生改变，因此该结构光设备在使用时的温度不可能与在标定时温度完全相同且一致。此时，温度的差异将直接造成该结构光设备所发出的散斑图案的具体特征发生改变，进而造成该结构光设备所测量的深度信息产生偏差，从而降低该结构光设备的精度，给该结构光设备的应用和普及带来了极大地阻碍。

综上，如何减小或消除温度对结构光设备产生的影响，已经成为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一多温度标定系统以及多温度标定方法，其能够减小或消除温度对一结构光设备产生的影响，以提高所述结构光设备的精度。

本发明的另一目的在于提供一多温度标定系统以及多温度标定方法，其能够在不同的标定温度下标定一结构光设备，以获得不同的所述标定温度下的标定图像数据。

本发明的另一目的在于提供一多温度标定系统以及多温度标定方法，其能够拓展一结构光设备的使用场景和使用环境，以利于该结构光设备的推广和普及。

本发明的另一目的在于提供一多温度标定系统以及多温度标定方法，其能够简化标定一结构光设备的程序，以降低标定所述结构光设备的成本。