[发明专利]三维测量系统及其校正方法

说明书

一种三维测量系统及其校正方法，该方法包括：投影装置投射结构光至参考物件，其中参考物件包括第一校正平面及第二校正平面，摄像装置拍摄参考物件以取得至少一参考物件图像，在至少一参考物件图像中，处理器执行解码运算以取得至少一参考物件图像的多个相位数据，处理器依据这些相位数据运算对应于第一校正平面的第一相位及对应于第二校正平面的第二相位，处理器计算第一相位及第二相位之间的平面相位差，并依据平面相位差及第二校正平面相对于第一校正平面的高度执行运算，以取得一相位高度转换系数。

技术领域

本发明涉及基于相位移的三维测量，特别涉及一种三维测量系统及其校正方法。

背景技术

在工业制造的高精度检测中，经常会采用基于相位移的三维测量系统，因其具有非接触、测量精度高等优点，故可被应用在例如半导体测量、工业产品质量检测或工件三维测量等领域。

为了兼顾产品的生产效率及质量，可在产线上配置三维测量系统对产品进行即时检测。由于产品类型繁多，为了确保检测的精确度，需要针对不同类型的产品对三维测量系统进行校正。然而，现有的校正方式是将三维测量系统送回实验室或原厂进行校正。在校正时，需要使用到高精密微调平台以及特殊标准件，且已知的方法大多采用修改设备伽马值或查表方法来修正系统误差，整个校正流程复杂、耗时而且不便。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种基于相位移的三维测量系统及其校正方法。本发明的三维测量系统拍摄具有第一校正平面及第二校正平面的参考物件以产生至少一参考物件图像，并依据相位误差模型对至少一参考物件图像中的相位数据进行相位补偿，再依据补偿后的相位数据运算出相位高度转换系数。

依据本发明一实施例的一种三维测量系统的校正方法，包括：一投影装置投射一结构光至一参考物件，其中该参考物件包括一第一校正平面及一第二校正平面；一摄像装置拍摄该参考物件以取得至少一参考物件图像；一处理器依据该至少一参考物件图像执行解码运算，以取得该至少一参考物件图像的多个相位数据；该处理器依据这些相位数据运算对应于该第一校正平面的一第一相位及对应于该第二校正平面的一第二相位；以及该处理器计算该第一相位与该第二相位之间的一平面相位差，并依据该平面相位差及该第二校正平面相对于该第一校正平面的高度执行运算，以取得一相位高度转换系数。

依据本发明一实施例的一种一种基于相位移的三维测量系统，所述系统包括：一参考物件，包括一第一校正平面及一第二校正平面一投影装置，用于投射一结构光至该参考物件；一摄像装置，用于拍摄该参考物件以取得至少一参考物件图像；以及一处理器，电性连接该摄像装置及该投影装置，该处理器经配置以执行：依据该至少一参考物件图像执行解码运算，以取得该至少一参考物件图像的多个相位数据；依据这些相位数据运算对应于该第一校正平面的一第一相位及对应于该第二校正平面的一第二相位；以及计算该第一相位与该第二相位之间的一平面相位差，并依据该平面相位差及该第二校正平面相对于该第一校正平面的高度执行运算，以取得一相位高度转换系数。

综上所述，本发明提出一种基于相位移的三维测量系统、高度测量方法及产生相位高度转换系数的方法。本发明只需拍摄单一阶高块的参考物件图像，利用其中的相位信息即可产生后续校正时所需的相位高度转换系数。相位高度转换系数的产生既快速又适用于全画面。无论阶高块的摆放在哪个位置，应用本发明所产生的相位高度转换系数皆具有稳定性。此外，本发明提出的相位误差模型可对三维测量系统进行自适应相位补偿，降低相位误差，提升三维点云模型建立时的精准度。

以上的关于本公开内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求更进一步的解释。

附图说明

图1是本发明一实施例的基于相位移的三维测量系统的方块示意图；

图2是本发明一实施例的基于相位移的三维测量方法的流程图；

图3A是目标图像的范例；

图3B是绝对相位图的范例；