[发明专利]能实现快速和致密形状检测的光学三维传感器

摘要

本发明提供能实现快速和致密形状检测的光学三维传感器，包括：一台投影仪，将含有大量光线的光线图案投影到被测物体表面；至少两台相机，能在同一时刻采集一张照亮的物体的图像，图像被控制处理单元进一步的处理，投影仪的光轴与相机的光轴在不同方向上构成了三角测量的角度，其中投影的光线可以由多个方向，多个相机和投影仪按照投影仪投影的光线的方向，构成多组三角测量传感器，所述多组三角测量传感器通过控制处理单元和投影的光线图案耦合起来。本专利的光学三维传感器能够用单次成像方法获得高时间分辨率和致密的三维物体表面形状，原则上可以以相机的速率来获得被检测物体的三维数据，从而真正实现三维相机功能。

主权项

1.能实现快速和致密形状检测的光学三维传感器，其特征在于，所述光学三维传感器包括：一台投影仪，其光轴指向被测物体，而这台投影仪能够将含有大量光线的光线图案投影到被测物体表面；和至少两台相机，相机的光轴均指向被测物体，所述相机能够在同一时刻采集一张被投影仪投影的光线所照亮的物体的图像，所述图像能够被控制处理单元进行进一步的处理，投影仪的光轴与相机的光轴在不同方向上构成了三角测量的角度，其中投影仪投影的光线可以含有多个方向，多个相机和投影仪按照投影仪投影的光线的方向，构成多组三角测量传感器，所述多组三角测量传感器通过控制处理单元和投影的光线图案耦合起来；其中至少两个三角测量角度具有足够大的角度使得对应的两个三角测量传感器在X和Y方向具有设定的测量精度，另外至少两个三角测量角度具有足够小的角度使得对应的两个三角测量传感器在测量范围内获得具有唯一性数据；根据以下公式来固定光线的数目，并在具有唯一性的测量深度的条件下，选择合适的具有足够小的角度的两个三角测量角度，以实现其对应的两个三角测量传感器在测量范围内获得具有唯一性数据；其中L是光线的数目，Δx表示测量场的横向范围，Δz是唯一的测量深度，θ表示三角测量法的测量角度。