用于三维轮廓测量的系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102878950A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102878950A(43)申请公布日2013.01.16(21)申请号201210319341.6(22)申请日2012.08.30(30)优先权数据13/585,8072012.08.14US(71)申请人香港应用科技研究院有限公司地址中国香港新界沙田香港科学园科技大道西二号生物资讯中心3楼(72)发明人王曌刘颖(74)专利代理机构深圳新创友知识产权代理有限公司44223代理人江耀纯(51)Int.Cl.G01B11/25(2006.01)权利要求书权利要求书3页3页说明书说明书1111页页附图附图1111页(54)发明名称用于三维轮廓测量的系统和方法(57)摘要本发明披露了一种通过使用独特结构光测量物体3D轮廓的非接触测量系统及其实施方法。本系统包括一个结构光产生单元、一个投影单元、一个成像或传感器单元、和一个处理单元。结构光产生单元根据预设规则产生一个增强彩色序列。本系统的成像或传感器单元包括混合式传感器，其能够在快速模式或精确模式上运行。同时本发明也披露了一种专用解码方法。CN1028795ACN102878950A权利要求书1/3页1.一种用来组成一个增强彩色序列的方法，用于投影到一个物体上以测量所述物体的三维轮廓，包括：a）通过将至少一个彩色条纹连接在一起，产生至少一个独特元，每个所述的独特元都相互不同；b）根据预设规则，使用所述至少一个独特元形成彩色条纹的一个序列；c）选择两个高对比度彩色条纹，其针对所述至少一个独特元的每个所述彩色条纹具有一个相对高的颜色对比度；d）将所述两个高对比度彩色条纹中的一个高对比度彩色条纹插入到每个所述独特元的每一侧，选择所述两个高对比度彩色条纹中的所述一个高对比度彩色条纹，是基于其针对在每个所述独特元的相应终端上的一个彩色条纹具有最大的颜色梯度；e）识别多个重复位置，每个所述重复位置是在两个连续的相同的高对比度彩色条纹的中间位置；和f）从所述两个高对比度条纹中选择一个插入到所述多个重复位置以形成所述增强彩色序列，所述选择的那个高对比度彩色条纹不同于所述两个连续的相同的高对比度彩色条纹。2.如权利要求1所述的方法，还包括：a）提供唯一的第一寻址代码给所述彩色条纹序列上的所述至少一个独特元中的每个独特元；和b）根据所述唯一的第一寻址代码，提供唯一的第二寻址代码给所述增强彩色序列上的每个高对比度彩色条纹。3.如权利要求1所述的方法，其中所述预设规则是DeBrujin序列。4.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个彩色条纹是从一个彩色条纹池选出，来自所述池的每个所述彩色条纹具有不同的色谱，但不包含所述两个高对比度彩色条纹的颜色。5.如权利要求4所述的方法，其中所述两个高对比度彩色条纹分别是白色条纹和黑色条纹。6.一种通过使用从权利要求2获得的所述增强彩色条纹来测量一个物体的三维轮廓的方法，包括：a）通过一个结构光产生单元产生所述增强彩色条纹；b）通过一个投影单元投射所述增强彩色条纹到所述物体上；c）通过一个感应单元摄取从所述物体反射的所述增强彩色条纹的至少一个图像；和d）通过一个处理单元，根据所述至少一个图像，确定所述物体的所述三维轮廓。7.如权利要求6所述的方法，其中所述确定步骤还包括：a）通过一个边缘检测单元，根据所述至少一个图像的色彩变化，识别所述至少一个图像里的边缘；b）通过一个分析单元，将所述边缘跟所述增强彩色序列上的对应边缘进行比较，并确定两者之间的深度偏差；和c）通过一个测量单元，根据所述深度偏差，测量所述物体的所述三维轮廓。2CN102878950A权利要求书2/3页8.如权利要求7所述的方法，其中所述识别步骤还包括：根据一个划分算法，识别出所述至少一个独特元的正常彩色边缘和所述多个高对比度彩色条纹的高对比度彩色边缘。9.如权利要求8所述的方法，其中所述比较步骤还包括：分配第一指针给每个所述正常彩色边缘，并根据所述第一指针，分配第二指针给每个所述高对比度彩色边缘。10.如权利要求9所述的方法，其中所述比较步骤还包括：将所述第一指针和所述第二指针分别映射到对应的所述第一寻址代码和所述第二寻址代码以获取一个关联关系，所述深度偏差是根据所述关联关系而定。11.一种增强彩色序列，其用来投影到一个物体上以测量所述物体三维轮廓，包括：a）至少一个独特元，每个所述至少一个独特元是通过将至少一个彩色条纹连接在一起而产生；和b）多个高对比度彩色条纹，其针对所述至少一个独特元上的每个所述彩色条纹具有一个相对高的颜色对比度；其中所述多个高对比度彩色条纹中的一个高对比度彩色条纹被插入到每个所述至少一个独特元的每一侧，所述多个高对比度彩色条纹中的所述一个高对比度彩色条纹的选择，是因为其对每个所