形状反射器和表面轮廓映射.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN104221053104221053A(43)申请公布日2014.12.17(21)申请号201380017259.0代理人罗亚男(22)申请日2013.01.31(51)Int.Cl.(30)优先权数据G06T7/00(2006.01)61/596,6742012.02.08USG01B11/24(2006.01)13/630,0252012.09.28USG01S17/06(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日2014.09.28(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2013/0242272013.01.31(87)PCT国际申请的公布数据WO2013/119455EN2013.08.15(71)申请人苹果公司地址美国加利福尼亚(72)发明人帕特里克·克斯勒N·A·润得利(74)专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038权权利要求书3页利要求书3页说明书12页说明书12页附图15页附图15页(54)发明名称形状反射器和表面轮廓映射(57)摘要本发明公开了通过检查从反射物体反射的一个或多个捕获的图像来确定反射物体的一个或多个层的三维表面形状。弯曲表面对被表面形状改变的失真图像进行反射。通过分析一个或多个所捕获的失真反射像的图像来估计导致失真的表面的形状。将捕获的失真图像与具有已知几何特性的参考无失真图像进行比较。从部件组装用以捕获和处理此类图像的系统，所述部件包括用于捕获反射像的图像捕获组件诸如数字相机，以及将部件相对于彼此取向的定位组件。利用一个或多个所捕获的图像中包含的偏振、亮度、色度值或它们的组合来独立地估计反射物体的多个表面层。CN104221053ACN104253ACN104221053A权利要求书1/3页1.一种用于对物体的两个反射表面层的三维表面形状进行估计的方法，所述方法包括：由图像捕获设备捕获所述物体的反射像，所述物体的所述反射像包括第一反射像图案和第二反射像图案，其中每个反射像图案是从所述两个反射表面层中的对应的一个反射表面层反射的，其中所述第一反射像图案穿过第一偏振介质，并且其中所述第二反射像图案穿过第二偏振介质，其中所述第一偏振介质的特征在于具有第一偏振取向，并且其中所述第二偏振介质的特征在于具有第二偏振取向，其中所述第一偏振取向和第二偏振取向彼此不同；从所述第一反射像图案获得第一组二维反射像点；从所述第二反射像图案获得第二组二维反射像点；以及通过比较所述第一组二维反射像点和第二组二维反射像点来生成对所述物体的所述两个反射表面层中的每一个的所述三维表面形状的估计。2.根据权利要求1所述的方法，所述第一反射像图案和第二反射像图案各自包括与所述物体的所述至少两个反射表面层的形状相关的信息。3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：根据所捕获的像素化二维反射像对所述第一反射像图案和第二反射像图案进行像素化以形成二元像素化图像。4.根据权利要求3所述的方法，所述二元像素化图像包括像素群集的阵列，每个像素群集对应于所接收的反射像中的各个可识别点，所述各个可识别点对应于二维像点。5.根据权利要求4所述的方法，所述二维像点为对应像素群集的质心。6.根据权利要求5所述的方法，还包括：针对每个二维像点来计算一组三维方向矢量，其中每个三维矢量表示针对相应二维像点，光线从所述反射表面层上的反射点行进至所述图像捕获设备的图像平面的方向。7.根据权利要求6所述的方法，还包括：针对所述二维像点中的每一个来确定邻接信息，所述邻接信息将每个点相关到其相邻点。8.根据权利要求7所述的方法，还包括：针对沿其对应三维方向矢量的每个二维像点来计算一组三维表面估计，其中所述一组三维表面估计中的每个元素表示所述反射物体的将所述二维像点反射到所述图像捕获设备中的所述表面的不同位置和取向。9.根据权利要求8所述的方法，通过所述比较以生成所述两个反射表面层中的每一个的所述三维表面形状的所述估计包括：使将所述三维表面估计连接到先前估计的三维表面估计的曲线的曲率函数最小化。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述曲线包括三次多项式函数。11.一种用于对具有多个反射表面的制造部件的三维表面形状进行估计的装置，所述装置包括：图像捕获设备，其用于从所述制造部件捕获第一反射像图案和第二反射像图案，由所述图像捕获设备捕获的每个反射像图案穿过对应的偏振介质，每个偏振介质具有不同的偏振取向；以及2CN104221053A权利要求书2/3页处理单元，其耦合到所述图像捕获设备并被配置为处理所捕获的反射像图案，并通过比较与所述第一反射像和所述第二反射像相关联的信息来评估所述制造部件的所述多个反射表面中的至少两个的几何特性。12.根据权利