结构光投射装置、深度数据测量头、计算设备和测量方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115218820A(43)申请公布日2022.10.21(21)申请号202110423509.7(22)申请日2021.04.20(71)申请人上海图漾信息科技有限公司地址201203上海市浦东新区碧波路635号传奇广场302(72)发明人王敏捷梁雨时(74)专利代理机构北京展翼知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11452专利代理师张阳(51)Int.Cl.G01B11/25(2006.01)G01B11/22(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图4页(54)发明名称结构光投射装置、深度数据测量头、计算设备和测量方法(57)摘要公开了一种结构光投射装置、深度数据测量头、计算设备和测量方法。所述结构光投射装置，包括：光源模块，用于生成并出射带纹理的光束；转向投射模块，包括：布置在所述光束的出射路径上的反射装置，用于对入射的所述光束进行反射，以使所述光束出射；以及连接至所述反射装置的驱动装置，用于改变所述反射装置相对于入射的所述光束的角度，以改变所述光束的出射方向。本发明使用改进的、能够以不同角度反射光源模块产生的结构光的结构光投射装置，从而能够实现更为快速、经济且故障率低的多图案投射。进一步地，该结构光投射装置能够与共有光路的多对双目传感器相配合，从而进一步缩短帧间隔，提升深度融合数据的质量。CN115218820ACN115218820A权利要求书1/3页1.一种结构光投射装置，包括：光源模块，用于生成并出射带纹理的光束；转向投射模块，包括：布置在所述光束的出射路径上的反射装置，用于对入射的所述光束进行反射，以使所述光束出射；连接至所述反射装置的驱动装置，用于改变所述反射装置相对于入射的所述光束的角度，以改变所述光束的出射方向。2.如权利要求1所述的结构光投射装置，其中，所述光源模块包括：激光发生器，用于发射激光光束；布置在所述激光光束的出射光路上的衍射光学元件，用于使得入射激光发生衍射并使其被调制成具有特定投射规则的离散光斑；或者泛光光源，用于生成泛光；以及布置在所述泛光光源上的掩膜，用于将所述泛光转换成具有特定投射规则的离散光斑。3.如权利要求1所述的结构光投射装置，其中，所述驱动装置控制所述反射装置沿轴向运动，其中，从所述光源模块出射的光束以与所述轴向垂直的方向入射至所述反射装置，并基于所述反射装置的轴向运动，改变出射方向。4.如权利要求1所述的结构光投射装置，其中，所述转向投射模块是机械振镜，并且所述反射装置沿轴向往复运动；或者所述转向投射模块是机械转镜，并且所述反射装置沿轴向进行单向运动。5.如权利要求1所述的结构光投射装置，其中，所述转向投射模块在连续运动期间的预定窗口期保持静止。6.一种深度数据测量头，包括：如权利要求1‑5中任一项所述的结构光投射装置，用于在驱动装置驱动不同的投射角度下向被测空间投射带有纹理的光束，以在被测空间中的待检测物体上形成不同的纹理；以及分别布置在所述结构光投射装置两侧的第一和第二图像传感器，所述第一和第二两个图像传感器之间具有预定的相对空间位置关系，并在所述反射装置的运动过程中对被测空间进行至少两次成像，以获取具有不同纹理分布的至少两组图像，其中所述至少两组图像用于获取待检测物体的单次测量深度数据。7.如权利要求6所述的深度数据测量头，还包括：控制器，用于控制所述光源模块在所述第一和第二图像传感器曝光时同步点亮。8.如权利要求6所述的深度数据测量头，还包括：控制器，用于控制所述驱动装置在所述第一和第二图像传感器的曝光期间保持静止。9.如权利要求6所述的深度数据测量头，其中，所述第一和第二图像传感器各自包括至少共用部分光路的至少两个子图像传感器，所述至少两个子图像传感器各自用于进行所述至少两次成像中的一次成像。10.如权利要求9所述的深度数据测量头，包括：控制器，使得所述第一和第二图像传感器各自包括至少两个子图像传感器同步地以所2CN115218820A权利要求书2/3页述第一间隔相继进行成像，所述第一间隔小于所述子图像传感器的帧成像间隔。11.如权利要求10所述的深度数据测量头，其中，所述控制器用于：使得每个子图像传感器以不小于所述子图像传感器的帧成像间隔的第二间隔进行自身的下一帧成像。12.如权利要求9所述的深度数据测量头，其中，所述第一和第二图像传感器各自包括：镜片单元，用于接收入射的返回结构光；分束装置，用于将入射的返回结构光分成至少第一光束和第二光束；第一子图像传感器，用于对第一光束进行成像；第二子图像传感器，用于对对应于不同图案的返回结构光的第二光束进行成像。13.如权利要求9所述的深度数据测量头，其中，所述第一和第二图像传感器各自包括：镜片单元，用于接收入射的返回结构光；光路转换装置，用于将入射的