[发明专利]一种三维空间信息采集分析处理的方法及装置

说明书

本发明公开了一种三维空间信息采集分析处理的方法及装置，属于三维空间信息采集分析处理领域，一种三维空间信息采集分析处理的方法及装置，包括以下步骤：S1、三维空间测量装置对待测物进行测量，获得静态测量数据；S2、采用精准的机械移动来构成三维空间测量装置的动态测量条件，并实时高精度测距作为动态测量的参数，三维空间测量装置测量动态状态下待测物进行动态测量；S3、其中可调光栅的控制算法、动态标定及测量误差与传感器拼接参数三种因素作为变量。提出传感器拼接可调光栅投影法及其相应的误差补偿算法，在保持原有精度的同时提高单次测量的采集范围；提出动态标定及误差补偿方法，在保持原有静态测量精度的同时实现动态测量。

技术领域

本发明涉及三维空间信息采集分析处理领域，更具体地说，涉及一种三维空间信息采集分析处理的方法及装置。

背景技术

经典面结构光三维信息采集方法需要设备在静态条件下使用才能获得与理论同数量级的精度，其动态条件下工作无法达到静态测量条件下高精度的原因主要是动态标定和动态测量所引入的误差较大，因此需要研究动态标定与动态测量误差补偿方法，使动态测量结果的精度与静态测了结果处于同一数量级。在静态标定过程中，与平面的距离信息是其中重要的环节，因此需要解决基于测距技术的动态标定与误差补偿问题；

在传感器拼接使用时，其产生的误差等效于传感器光电转换单元间存在较大“沟壑“以及填充率低所引起的误差，根据前期实验结果积累，其误差分布可由玻尔兹曼函数和反积分函数的组合进行补偿，所要解决的问题就是明确补偿方法中各项的组成和比例；

光栅是高精密光学器件，本项目使用的是可以改变调制量的可调式光栅，由于面结构光编码的测量原理，要求调制光在短时间内做出定量变化，因此需要解决微小精密机构的高频高精度控制算法问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种三维空间信息采集分析处理的方法及装置，以解决动态测量时的精度差以及测量慢，范围小的问题。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种三维空间信息采集分析处理的方法及装置，包括以下步骤：

S1、三维空间测量装置对待测物进行测量，获得静态测量数据；

S2、采用精准的机械移动来构成三维空间测量装置的动态测量条件，并实时高精度测距作为动态测量的参数，三维空间测量装置测量动态状态下待测物进行动态测量；

S3、其中可调光栅的控制算法、动态标定及测量误差与传感器拼接参数三种因素作为变量，改变一种以上的因素，将实现动态三维测量获得动态测量数据；

S4、对比动态测量数据与静态测量数据，当两者测量精准度误差处于预期数值时证明误差补偿确定，若两者测量精准度误差过大不处于预期数值时证明补偿失败，改变因素数值，重新测量；

S5、整理确定三种因素的补偿数值，实现高精度宽视场动态三维测量，进行项目总结。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述三维空间测量装置基于正弦光栅的三维面形测量原理进行测量，每行亮度按正弦分布的面结构光投影到理想平面时，反射光的亮度也按出射规律分布。

一种三维空间信息采集分析处理装置，包括三维空间测量装置，所述三维空间测量装置包含有可变光栅模块、成像模块、线阵大视场成像模块、综合处理系统与显示屏，所述可变光栅模块用于调节光栅参数，所述成像模块用于观测待测物的影像数据，所述线阵大视场成像模块用于获取投影了正弦条纹的待测物体图像信息，所述综合处理系统用于处理静态测量数据、动态处理数据与影像数据，所述显示屏用于显示待测物影像与测量数据。

作为上述技术方案的进一步描述：