據(jù)的方法的流程圖。
[0082]如圖10所示，均勻光使得在圖像中，待測(cè)對(duì)象與背景之間具有亮度差，該實(shí)施例中的方法可以包括:
[0083]S1002，根據(jù)亮度差來(lái)確定待測(cè)對(duì)象的輪廓；
[0084]S1004，基于輪廓內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)圖案和參考圖案，計(jì)算待測(cè)對(duì)象上的現(xiàn)場(chǎng)圖案的點(diǎn)的深度數(shù)據(jù)，深度數(shù)據(jù)表示待測(cè)對(duì)象上的現(xiàn)場(chǎng)圖案的點(diǎn)相對(duì)于成像裝置的距離。
[0085]如上所述，本發(fā)明實(shí)施例的三維測(cè)量系統(tǒng)可以采用上文中提到的基于結(jié)構(gòu)光檢測(cè)的三維測(cè)量方法。向測(cè)量區(qū)域投射帶有編碼信息(基于參考圖案調(diào)制)的二維激光紋理現(xiàn)場(chǎng)圖案，例如離散化的散斑圖。位置相對(duì)固定的成像裝置對(duì)測(cè)量區(qū)域中的現(xiàn)場(chǎng)圖案進(jìn)行(連續(xù))采集。
[0086]這樣，在基于所拍攝的圖像來(lái)計(jì)算待測(cè)對(duì)象的深度數(shù)據(jù)時(shí)，可以將采集的激光紋理現(xiàn)場(chǎng)圖案與預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)的已知縱深距離的參考面紋理圖案(參考圖案)進(jìn)行比較，根據(jù)所采集到的現(xiàn)場(chǎng)圖案和已知的參考圖案之間的差異，計(jì)算出投射在待測(cè)對(duì)象表面的各個(gè)激光紋理序列片段的縱深距離，并進(jìn)一步測(cè)量得出待測(cè)對(duì)象表面的三維數(shù)據(jù)。
[0087]圖11示出基于前述方法拍攝的圖像來(lái)計(jì)算待測(cè)對(duì)象的深度數(shù)據(jù)的設(shè)備的示意性方框圖。
[0088]如圖11所示，均勻光使得在圖像中，待測(cè)對(duì)象與背景之間具有亮度差，該實(shí)施例中的設(shè)備11可以包括:輪廓確定裝置111和深度數(shù)據(jù)計(jì)算裝置112。其中，
[0089]輪廓確定裝置111，用于根據(jù)亮度差來(lái)確定待測(cè)對(duì)象的輪廓；
[0090]深度數(shù)據(jù)計(jì)算裝置112，用于基于輪廓內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)圖案和參考圖案，計(jì)算待測(cè)對(duì)象上的現(xiàn)場(chǎng)圖案的點(diǎn)的深度數(shù)據(jù)，深度數(shù)據(jù)表示待測(cè)對(duì)象上的現(xiàn)場(chǎng)圖案的點(diǎn)相對(duì)于成像裝置的距離。深度數(shù)據(jù)的計(jì)算方法可以與上文所述方式相同。
[0091]圖12示出利用均勻光源照射后的待測(cè)對(duì)象圖像的示意圖。
[0092]圖13示出利用均勻光源計(jì)算得到的待測(cè)對(duì)象輪廓的示意圖。
[0093]通過(guò)圖3與圖13的對(duì)比可以看出，在引入了均勻光源后可以更準(zhǔn)確地檢測(cè)出待測(cè)對(duì)象的輪廓。
[0094]本發(fā)明的上述實(shí)施例能夠適用于對(duì)物體三維信息測(cè)量具有實(shí)時(shí)性要求的場(chǎng)景，例如:
[0095](I)電視或計(jì)算機(jī)游戲，用戶(hù)可以通過(guò)肢體動(dòng)作對(duì)游戲中的虛擬目標(biāo)進(jìn)行抓取、釋放、移動(dòng)等操作，例如，新型人機(jī)體感交互應(yīng)用；
[0096](2)機(jī)器操控，用戶(hù)可以通過(guò)肢體動(dòng)作控制程序所連接的機(jī)器對(duì)真實(shí)目標(biāo)完成諸如移動(dòng)、抓取、釋放等動(dòng)作，例如，工業(yè)機(jī)械手臂自動(dòng)化操作；
[0097](3)智能設(shè)備定位，為智能設(shè)備如室內(nèi)機(jī)器人、智能飛行器提供環(huán)境三維掃描和建模功能，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備的三維空間的定位傳感，例如，機(jī)器人導(dǎo)航定位；
[0098](4)智能監(jiān)控設(shè)備，檢測(cè)人員肢體姿態(tài)和動(dòng)作，分析人員行為意圖，實(shí)現(xiàn)對(duì)某些危險(xiǎn)監(jiān)控場(chǎng)景諸如非法人員入侵、人員摔倒等提供預(yù)警的功能。
[0099]上文中已經(jīng)參考附圖詳細(xì)描述了根據(jù)本發(fā)明的拍攝設(shè)備和方法、三維測(cè)量系統(tǒng)、深度計(jì)算方法和設(shè)備。
[0100]此外，根據(jù)本發(fā)明的方法還可實(shí)現(xiàn)為一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上存儲(chǔ)有用于執(zhí)行本發(fā)明的方法中限定的上述功能的計(jì)算機(jī)程序。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將明白的是，結(jié)合這里的公開(kāi)所描述的各種示例性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可以被實(shí)現(xiàn)為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合。
[0101]附圖中的流程圖和框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)和方法的可能實(shí)現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點(diǎn)上，流程圖或框圖中的每個(gè)方框可以代表一個(gè)模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個(gè)或多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實(shí)現(xiàn)中，方框中所標(biāo)記的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)記的順序發(fā)生。例如，兩個(gè)連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時(shí)也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個(gè)方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或操作的專(zhuān)用的基于硬件的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者可以用專(zhuān)用硬件與計(jì)算機(jī)指令的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0102]以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實(shí)施例，上述說(shuō)明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實(shí)施例。在不偏離所說(shuō)明的各實(shí)施例的范圍和精神的情況下，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)許多修改和變更都是顯而易見(jiàn)的。本文中所用術(shù)語(yǔ)的選擇，旨在最好地解釋各實(shí)施例的原理、實(shí)際應(yīng)用或?qū)κ袌?chǎng)中的技術(shù)的改進(jìn)，或者使本技術(shù)領(lǐng)域的其它普通技術(shù)人員能理解本文披露的各實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于三維測(cè)量的圖像拍攝設(shè)備，包括: 投射裝置，用于向測(cè)量區(qū)域投射基于參考圖案調(diào)制的調(diào)制光束，以在所述測(cè)量區(qū)域中形成現(xiàn)場(chǎng)圖案； 均勻光源，用于向所述測(cè)量區(qū)域投射基本上均勻的均勻光；以及成像裝置，用于對(duì)所述測(cè)量區(qū)域進(jìn)行拍攝以形成圖像，所述均勻光的強(qiáng)度與所述調(diào)制光束的強(qiáng)度被配置為使得能夠從所述圖像中識(shí)別出所述現(xiàn)場(chǎng)圖案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像拍攝設(shè)備，還包括: 激光發(fā)生器，用于產(chǎn)生激光；以及 分束器，用于將所述激光發(fā)生器產(chǎn)生的激光分為兩束激光，其中第一束激光被引導(dǎo)至所述投射裝置，第二束激光被引導(dǎo)至所述均勻光源， 所述投射裝置通過(guò)對(duì)所述第一束激光進(jìn)行調(diào)制來(lái)產(chǎn)生所述調(diào)制光束；并且 所述均勻光源包括勻光片，用于將所述第二束激光轉(zhuǎn)變?yōu)樗鼍鶆蚬狻?br>3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像拍攝設(shè)備，還包括: 激光發(fā)生器，用于產(chǎn)生激光， 其中，所述投射裝置通過(guò)對(duì)所述激光進(jìn)行調(diào)制來(lái)產(chǎn)生所述調(diào)制光束；并且 所述均勻光源包括發(fā)光二極管陣列，用于產(chǎn)生所述均勻光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的圖像拍攝設(shè)備，其中， 所述調(diào)制光束和所述均勻光是波長(zhǎng)在人類(lèi)肉眼不可見(jiàn)光波波長(zhǎng)范圍內(nèi)的不可見(jiàn)光， 所述成像裝置具有帶通濾光片，所述不可見(jiàn)光能夠透過(guò)所述帶通濾光片。
5.一種三維測(cè)量系統(tǒng)，包括: 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的圖像拍攝設(shè)備；以及 處理器，用于基于所述成像裝置拍攝的圖像和所述參考圖案，計(jì)算待測(cè)對(duì)象上的現(xiàn)場(chǎng)圖案的點(diǎn)的深度數(shù)據(jù)，所述深度數(shù)據(jù)表示所述待測(cè)對(duì)象上的現(xiàn)場(chǎng)圖案的點(diǎn)相對(duì)于所述成像裝置的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維測(cè)量系統(tǒng)，其中， 所述均勻光使得在所述圖像中，所述待測(cè)對(duì)象與背景之間具有亮度差； 所述處理器根據(jù)所述亮度差來(lái)確定所述待測(cè)對(duì)象的輪廓。
7.一種用于三維測(cè)量的圖像拍攝方法，包括: 向測(cè)量區(qū)域投射基于參考圖案調(diào)制的調(diào)制光束，以在所述測(cè)量區(qū)域中形成現(xiàn)場(chǎng)圖案； 向所述測(cè)量區(qū)域投射基本上均勻的均勻光；以及 使用成像裝置對(duì)所述測(cè)量區(qū)域進(jìn)行拍攝以形成圖像，所述均勻光的強(qiáng)度與所述調(diào)制光束的強(qiáng)度被配置為使得能夠從所述圖像中識(shí)別出所述現(xiàn)場(chǎng)圖案。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像拍攝方法，其中， 所述調(diào)制光束和所述均勻光是波長(zhǎng)在人類(lèi)肉眼不可見(jiàn)光波波長(zhǎng)范圍內(nèi)的不可見(jiàn)光， 所述成像裝置具有帶通濾光片，所述不可見(jiàn)光能夠透過(guò)所述帶通濾光片。
9.一種基于權(quán)利要求7或8所述的方法拍攝的圖像來(lái)計(jì)算待測(cè)對(duì)象的深度數(shù)據(jù)的方法，所述均勻光使得在所述圖像中，所述待測(cè)對(duì)象與背景之間具有亮度差，該方法包括: 根據(jù)所述亮度差來(lái)確定所述待測(cè)對(duì)象的輪廓； 基于所述輪廓內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)圖案和所述參考圖案，計(jì)算所述待測(cè)對(duì)象上的現(xiàn)場(chǎng)圖案的點(diǎn)的深度數(shù)據(jù)，所述深度數(shù)據(jù)表示所述待測(cè)對(duì)象上的現(xiàn)場(chǎng)圖案的點(diǎn)相對(duì)于所述成像裝置的距離。
10.一種基于權(quán)利要求7或8所述的方法拍攝的圖像來(lái)計(jì)算待測(cè)對(duì)象的深度數(shù)據(jù)的設(shè)備，所述均勻光使得在所述圖像中，所述待測(cè)對(duì)象與背景之間具有亮度差，該設(shè)備包括: 輪廓確定裝置，用于根據(jù)所述亮度差來(lái)確定所述待測(cè)對(duì)象的輪廓； 深度數(shù)據(jù)計(jì)算裝置，用于基于所述輪廓內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)圖案和所述參考圖案，計(jì)算所述待測(cè)對(duì)象上的現(xiàn)場(chǎng)圖案的點(diǎn)的深度數(shù)據(jù)，所述深度數(shù)據(jù)表示所述待測(cè)對(duì)象上的現(xiàn)場(chǎng)圖案的點(diǎn)相對(duì)于所述成像裝置的距離。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種拍攝設(shè)備和方法、三維測(cè)量系統(tǒng)、深度計(jì)算方法和設(shè)備。拍攝設(shè)備包括投射裝置，用于向測(cè)量區(qū)域投射基于參考圖案調(diào)制的調(diào)制光束，以在所述測(cè)量區(qū)域中形成現(xiàn)場(chǎng)圖案；均勻光源，用于向所述測(cè)量區(qū)域投射基本上均勻的均勻光；以及成像裝置，用于對(duì)所述測(cè)量區(qū)域進(jìn)行拍攝以形成圖像，所述均勻光的強(qiáng)度與所述調(diào)制光束的強(qiáng)度被配置為使得能夠從所述圖像中識(shí)別出所述現(xiàn)場(chǎng)圖案。因此，本發(fā)明通過(guò)使用調(diào)制光束與均勻光的結(jié)合，在使用現(xiàn)場(chǎng)圖案獲得深度數(shù)據(jù)的同時(shí)，能夠更準(zhǔn)確地檢測(cè)待測(cè)對(duì)象的輪廓。
【IPC分類(lèi)】G01B11-25
【公開(kāi)號(hào)】CN104634277
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510075197
【發(fā)明人】王敏捷, 梁雨時(shí)
【申請(qǐng)人】北京唯創(chuàng)視界科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年2月12日