CN103852031A - 一种电子设备及测量物体形状的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子设备及测量物体形状的方法，应用于电子测绘领域，为解决三角测距法测绘精度较低的问题而发明。本发明中的电子设备包括：光线发射单元，用于向被测物体投射点光源或线光源；图像采集单元，用于获取所述点光源或所述线光源在所述被测物体上形成的至少两个连续光点；处理单元，用于根据所述图像采集单元获取的至少两个连续光点合成所述被测物体的三维形状。本发明主要应用于测量物体三维形状的过程中。

Description

一种电子设备及测量物体形状的方法

技术领域

本发明涉及电子测绘领域，尤其涉及一种电子设备及测量物体形状的方法。

背景技术

测绘技术主要应用于距离测量、物体形状测量、地图测绘等领域。通常，业界采用红外结构光探测技术对被测物体的形状进行测量，红外结构光探测技术能够向被测物体投射红外点阵列，根据红外点阵列的位置以及三角测距法计算获得被测物体上每一个红外点到探测设备的距离，根据每个红外点到探测设备的距离获得物体的三维形状。

在上述通过红外结构光探测技术对被测物体形状进行测量的过程中，发明人发现，红外点阵列中的红外点为离散点，红外点数量不足会导致测量信息不充分，无法准确获得被测物体的形状，由此产生测绘误差。另外，红外结构光探测设备成本较高，探测距离也有限。

发明内容

本发明的实施例提供了一种电子设备及测量物体形状的方法，能够解决物体形状测量不准确的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

光线发射单元，用于向被测物体投射点光源或线光源；

图像采集单元，用于获取所述点光源或所述线光源在所述被测物体上形成的至少两个连续光点；

处理单元，用于根据所述图像采集单元获取的至少两个连续光点合成所述被测物体的三维形状。

另一方面，本发明实施例提供了一种测量物体形状的方法，所述方法包括：

所述电子设备向被测物体投射点光源或线光源；

获取所述点光源或所述线光源在所述被测物体上形成的至少两个连续光点；

根据获取的至少两个连续光点合成所述被测物体的三维形状。

本发明实施例提供的电子设备及测量物体形状的方法，能够向被测物体投射点光源或线光源，根据点光源或线光源在被测物体上形成的至少两个连续光点合成被测物体的三维形状。与现有技术中根据有限个离散点合成被测物体的三维形状相比，可以通过足够数量的连续光点测量被测物体形状，由此提高测绘精度。同时能够降低测绘成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中第一种电子设备的结构示意图；

图2(a)和图2(b)为本发明实施例中投射电光源和线光源的示意图；

图3为本发明实施例中第二种电子设备的结构示意图；

图4(a)至图4(e)为本发明实施例中光线发射单元扫描被测物体的示意图；

图5为本发明实施例中第三种电子设备的结构示意图；

图6(a)和图6(b)为本发明实施例中根据空间曲变轨迹合成三维形状的示意图；

图7(a)、图7(b)和7(c)为本发明实施例中根据距离值合成三维形状的示意图；

图8为本发明实施例中第四种电子设备的结构示意图；

图9为本发明实施例中合成全角度三维形状(图)的示意图；

图10为本发明实施例中一种测量物体形状的方法流程图；

图11为本发明实施例中另一种测量物体形状的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种电子设备，如图1所示，所述电子设备包括：光线发射单元11、图像采集单元12以及处理单元13，其中，

所述光线发射单元11，用于向被测物体投射点光源或线光源。所述光线发射单元11发射的光线为可见光，本发明实施例中以激光为例进行说明，实际应用中不对能够应用于本发明实施例的可见光进行限定。

当所述光线发射单元11为激光发射器时，所述光线发射单元11具有至少一个激光发射单元，每一个激光发射单元可以发射一条激光射线。具体的，如图2(a)所示，当所述光线发射单元11具有一个激光发射单元时，所述光线发射单元11在被测物体上投射出一个点光源；如图2(b)所示，当所述光线发射单元11具有多个激光发射单元时，多个激光发射单元并排设置于所述光线发射单元11中，所述光线发射单元11在被测物体上投射出一条由一排连续点光源组成的线光源。

所述图像采集单元12，用于获取点光源或线光源在被测物体上形成的至少两个连续光点。其中，所述图像采集单元12可以为摄像头，用于采集可见图像。

如果所述光线发射单元11具有一个激光发射单元，则所述光线发射单元11在被测物体表面进行扫描，连续投射出多个光点，这多个光点覆盖被测物体表面；如果所述光线发射单元11具有一排激光发射单元，则所述光线发射单元11在被测物体表面上由上至下或由左至右进行扫描，连续投射多条覆盖被测物体表面的光点线，亦即形成多个覆盖被测物体表面的光点。所述图像采集单元12获取所述光线发射单元11在被测物体表面上投射形成的至少两个光点。

优选的，所述图像采集单元12获取所述光线发射单元11在被测物体表面上投射形成的所有光点。

所述处理单元13，用于根据所述图像采集单元12获取的至少两个连续光点合成被测物体的三维形状。

所述处理单元13根据至少两个连续光点合成被测物体的三维形状的实现方式包括但不仅限于：

1)获取每条光点线的空间曲变轨迹，根据多条空间曲变轨迹合成被测物体的三维形状；

2)通过深度测量法获取每个光点到电子设备的距离，根据多个距离值合成被测物体的三维形状。

本发明实施例提供的电子设备，能够向被测物体投射连续的可见点光源或可见线光源，通过可见图像采集装置获取被测物体上形成的至少两个连续光点，根据获取的至少两个连续光点合成被测物体的三维形状。与现有技术中根据有限个离散点合成被测物体的三维形状相比，可以通过连续形成的足够数量的光点测量被测物体形状，由此提高测绘精度。同时能够降低测绘成本。

作为对图1所示实施例的详细说明及进一步扩展，本发明实施例还提供了一种电子设备，如图3所示，所述电子设备包括：光线发射单元31、图像采集单元32以及处理单元33，其中，

所述光线发射单元31与所述图像采集单元32位于电子设备的同一侧，例如都朝向右侧，并且面向被测物体。所述图像采集单元32的中心线与所述光线发射单元31的中心线均与支撑面平行，且所述图像采集单元32相对支撑面的高度大于所述光线发射单元31相对支撑面的高度。当电子设备水平放置于支撑面上时，所述图像采集单元32具有如图3虚线所示的图像采集范围，所述光线发射单元31可以投射如图3箭头所示的平行于水平面的激光。

可选的，所述光线发射单元31通过与电子设备的连接点为转轴旋转，能够向各个方向投射点光源或线光源。具体的，当所述光线发射单元31投射点光源时，所述光线发射单元31可以在平行于水平面的平面内左右扫描，在被测物体上形成的多个连续光点如图4(a)所示；所述光线发射单元31还可以在垂直于水平面的平面内上下扫描，在被测物体上形成的多个连续光点如图4(b)所示；所述光线发射单元11还可以通过旋转以图4(c)所示的扫描顺序对被测物体进行扫描，由此在被测物体上投射形成能够覆盖被测物体表面的多个连续光点。此外，当所述光线发射单元31投射线光源时，如图4(d)所示，所述光线发射单元31可以在平行于水平面的平面内左右扫描，在被测物体上形成的多条垂直于水平面的连续光点线；如图4(d)所示，所述光线发射单元31还可以在垂直于水平面的平面内上下扫描，在被测物体上形成的多条平行于水平面的连续光点线。

需要说明的是，所述光线发射单元31投射形成的多个光点为连续光点，即相邻两光点之间的距离趋近于0，同样，所述光线发射单元31投射形成的多条光点线为连续光点线，即相邻两条光点线之间的距离也趋近于0。为便于表述和理解所述光线发射单元11的扫描方式，图4(a)至图4(d)中以离散的形式体现多个连续光点(或多条连续光点线)。实际上，所述光线发射单元31投射形成的多个连续光点连接成线，多条连续光点线连接成面，形成如图4(e)中所示的黑色区域。

可选的，如图5所示，电子设备上可以设置多个光线发射单元31，这多个光线发射单元31位于电子设备的同一侧，例如都朝向右侧，并且面向被测物体，多个光线发射单元31的中心线均与支撑面平行。多个光线发射单元31相对支撑面的高度两两不同，且均低于所述图像采集单元32相对支撑面的高度。多个光线发射单元31可以同时对被测物体的不同位置进行扫描，每个光线发射单元31扫描的区域面积变小，相对图3所示的电子设备可以减少测绘时间，提高测绘效率。

进一步的，所述图像采集单元32具体用于从预设角度获取至少两条光点线，每条光点线由至少两个连续光点组成。所述处理单元33具体用于根据所述图像采集单元32获取的至少两条光点线合成被测物体的三维形状。

具体的，光线发射单元31由上至下在被测物体上扫描出1000条连续的光点线，这1000条连续的光点线覆盖被测物体表面。为便于描述，仅以其中4条离散的光点线为例进行说明。如图6(a)所示，图像采集单元32分别从角度1、角度2、角度3以及角度4获取每条光点线的空间曲变轨迹，获取到的四条空间曲变轨迹如图6(b)所示。由于图像采集单元32的位置高于光线发射单元31，而光线发射单元31又是向被测物体水平投射光点线，所以图像采集单元32与光点线的连线与水平投射的激光线之间形成一个角度，这个角度由图像采集单元32和光线发射单元31之间的高度差决定。图像采集单元32能够根据该角度获得深度信息，然后结合获取的可见光点线获取空间曲变轨迹。处理单元33根据图像采集单元32获取的4条空间曲变轨迹合成被测物体的三维形状。

图6是以根据4条光点线合成被测物体的三维形状为例进行的说明，当光点线数量为1000条时，处理单元33就可以根据足够多的光点线合成被测物体的精确三维形状。

进一步的，所述处理单元33还具体用于：根据小孔成像原理计算图像采集单元32采集的至少两个光点中每个光点到电子设备的垂直距离，获取至少两个距离值；根据至少两个距离值合成被测物体的三维形状。

具体的，光线发射单元31按照图4(c)所示的扫描顺序对被测物体进行扫描，在被测物体表面先后投射出100000个连续的光点，这100000个连续的光点覆盖被测物体表面。如图7(a)所示，为便于描述，仅以其中1个光点为例进行说明。在图7(a)中，图像采集单元32的采集范围下边际与水平投射的激光线的交点为a，a到电子设备的垂直距离(即a到光线发射单元31的距离)为m。由于光线发射单元31与图像采集单元32的高度差n已知且固定不变，并且可以根据图像采集单元32的设计参数获得采集范围下边际与电子设备(即竖直方向)的夹角i，所以根据三角函数可以获得m＝n*Tani，m值固定不变。图像采集单元32获取到光线发射单元31投射到被测物体上的可见光点，该光点与图像采集单元32中点连线的延长线在电子设备内形成小孔成像。小孔成像的参数x、y和p分别如图7(a)所示，其中参数x和参数y的数值可由电子设备测量得到。

根据相似三角形原理可得：

式1：y/n＝p/m

式2：x/n＝p/l

其中，l为光点到电子设备的垂直距离，即电子设备获取的距离值。将式1和式2联立可得：l＝m*y/x。由于m、y和x分别已知，所以可以求得l。

当光线发射单元31在与水平面平行的平面内左右扫描投射出光点时，这些光点到电子设备的距离值可以根据图7(a)所示的实现方式进行实现，此处不再赘述。

需要说明的是，图7(a)给出了当光点高度值与光线发射单元31高度值相同，即光线发射单元31水平投射激光时距离值的计算方法。实际应用中光线发射单元31还可以在垂直于水平面的平面内上下扫描，这种情况下光线发射单元31投射的激光不与水平面平行，无法根据图7(a)给出的实现方式计算距离值。

下面，本发明实施例给出两种当光线发射单元31投射的激光不与水平面平行时，计算距离值的实现方式：

1)如图7(b)所示，光线发射单元31相对水平线向上投射激光，在被测物体上形成光点；光点到电子设备的垂直距离为l，l所在直线与采集范围下边际所在直线的交点为b，b到电子设备的垂直距离为o；激光所在直线与水平线的夹角为j，即激光所在直线与l所在直线的夹角为j；根据三角函数可以获得图7(b)中的e：e＝l*Tanj，其中夹角j可以由光线发射单元31的旋转参数获得；图7(b)中的w为n-e；将e＝l*Tanj代入w＝n-e可得式3：w＝n-l*Tanj。

可以根据图像采集单元32的设计参数获得采集范围下边际与电子设备(即竖直方向)的夹角i，根据三角函数可以获得式4：m＝n*Tani；根据相似三角形可得式5：w/n＝o/m，即o＝m*w/n；将式3代入式5可得式6：o＝m-m*l*Tanj。

根据相似三角形可得：

式7：y/w＝p/o

式8：x/w＝p/l

将式7和式8联立可得式9：l＝o*y/x。将式6代入式9，整理可得式10：l＝m*y/(x+m*y*Tanj)，其中m、y、x和j分别已知，所以可以求得l。

2)如图7(c)所示，光线发射单元31相对水平线向下投射激光，在被测物体上形成光点；光点到电子设备的垂直距离为l，l所在直线与采集范围下边际所在直线的交点为b，b到电子设备的垂直距离为o；激光所在直线与水平线的夹角为j，即激光所在直线与l所在直线的夹角为j；根据三角函数可以获得图7(c)中的e：e＝l*Tanj，其中夹角j可以由光线发射单元31的旋转参数获得；图7(c)中的w为n+e；将e＝l*Tanj代入w＝n+e可得式11：w＝n+l*Tanj。

可以根据图像采集单元32的设计参数获得采集范围下边际与电子设备(即竖直方向)的夹角i，根据三角函数可以获得式12：m＝n*Tani；根据相似三角形可得式13：w/n＝o/m，即o＝m*w/n；将式11代入式5可得式14：o＝m+m*l*Tanj。

根据相似三角形可得：

式15：y/w＝p/o

式16：x/w＝p/l

将式157和式16联立可得式17：l＝o*y/x。将式14代入式17，整理可得式18：l＝m*y/(x-m*y*Tanj)，其中m、y、x和j分别已知，所以可以求得l。

同理，根据图7(a)至图7(c)的方式分别对被测物体表面上的100000个连续的光点计算距离值，获得100000个距离值。所述处理单元根据这100000个距离值合成被测物体的三维形状。

进一步的，如图8所示，所述电子设备还包括：判断单元81以及移动装置82，其中，

所述判断单元81，用于判断所述处理单元33获取的每个距离值是否超过第一距离阈值。当存在超过所述第一距离阈值的距离值时，所述判断单元81指示所述处理单元33删除超过所述第一距离阈值的距离值。

通常，光线发射单元31的扫描范围大于被测物体，光线发射单元31会将一部分激光投射到位于被测物体后方的背景物体上，由此获取的背景物体上光点的距离值对测绘精度会产生影响。因此，通过设置第一距离阈值的方式过滤错误距离值。一般情况下，被测物体上两光点距离差值不会超过100mm，所以可以将所有距离值中最小距离值与100mm之和设置为第一距离阈值，所有大于该第一距离阈值的距离值均为错误距离值。

再进一步的，为避免背景物体对测绘精度的影响，还可以由图像采集单元32获取包含被测物体在内的图像信息，根据所述图像信息中的第一参数以及预设阈值确定被测物体的二维轮廓线，其中第一参数包括灰度和色彩饱和度。由于被测物体和背景物体相对图像采集单元32的距离不同，所以对于图像采集单元32而言，被测物体和背景物体上的灰度(或色彩饱和度)会有所差异。根据此差异设置灰度或色彩饱和度的预设阈值，由此确定位置靠前的被测物体的二维轮廓线。

进一步的，图像采集单元32仅采集二维轮廓线内形成的至少两个连续光点，而对二维轮廓线外的光点不予采集。

进一步的，电子设备可以通过所述移动装置82围绕被测物体进行移动，从至少两个角度获取所述被测物体的至少两个三维形状。处理单元33还用于将至少两个三维形状合成为一个全角度三维形状。

如图9所示，图9为某一圆柱体被测物体的俯视图，电子设备获取三维形状的角度范围为120°。如图9中箭头所示，电子设备通过所述移动装置83围绕被测物体转动，从图9所示的三个位置分别获取一个120°的三维形状(图)，然后由处理单元33将这三个三维形状(图)合成为一个360°的全角度三维形状(图)。

优选的，在本发明实施例中，所述光线发射单元31可以为激光发射器，所述图像采集单元32可以为摄像头、所述移动装置可以为滚轮或滑轨。

本发明实施例提供的电子设备，能够向被测物体投射连续的可见点光源或可见线光源，通过可见图像采集装置获取被测物体上形成的至少两个连续光点，根据获取的至少两个连续光点合成被测物体的三维形状。与现有技术中根据有限个离散点合成被测物体的三维形状相比，可以通过连续形成的足够数量的光点测量被测物体形状，由此提高测绘精度。同时能够降低测绘成本。

进一步的，本发明实施例提供的电子设备，还能够根据设置的阈值对错误距离值进行筛选，或者根据设置的阈值确定被测物体的二维轮廓，由此避免错误距离参数对测绘精度的影响。

参考图1所示的电子设备，本发明实施例还提供了一种测量物体形状的方法，所述方法应用于所述电子设备，如图10所示，所述方法包括如下步骤：

1001、向被测物体投射点光源或线光源。

电子设备发射的光线为可见光，本发明实施例中以激光为例进行说明，实际应用中不对能够应用于本发明实施例的可见光进行限定。

当电子设备配置激光发射器时，该激光发射器具有至少一个激光发射单元，每一个激光发射单元可以发射一条激光射线。具体的，如图2(a)所示，当光线发射单元11(即激光发射器)具有一个激光发射单元时，光线发射单元11在被测物体上投射出一个点光源；如图2(b)所示，当光线发射单元11具有多个激光发射单元时，多个激光发射单元并排设置于光线发射单元11中，光线发射单元11在被测物体上投射出一条由一排连续点光源组成的线光源。

1002、获取点光源或线光源在被测物体上形成的至少两个连续光点。

本发明实施例中，电子设备可以通过摄像头获取点光源或线光源在被测物体上形成的至少两个连续的光点。

如果电子设备具有一个激光发射单元，则电子设备在被测物体表面进行扫描，连续投射出多个光点，这多个光点覆盖被测物体表面；如果电子设备具有一排激光发射单元，则电子设备在被测物体表面上由上至下或由左至右进行扫描，连续投射多条覆盖被测物体表面的光点线，亦即形成多个覆盖被测物体表面的光点。电子设备获取被测物体表面上投射形成的至少两个光点。

优选的，电子设备获取被测物体表面上投射形成的所有光点。

1003、根据获取的至少两个连续光点合成被测物体的三维形状。

电子设备根据至少两个连续光点合成被测物体的三维形状的实现方式包括但不仅限于：

1)获取每条光点线的空间曲变轨迹，根据多条空间曲变轨迹合成被测物体的三维形状；

2)通过深度测量法获取每个光点到电子设备的距离，根据多个距离值合成被测物体的三维形状。

本发明实施例提供的测量物体形状的方法，能够向被测物体投射连续的可见点光源或可见线光源，通过可见图像采集装置获取被测物体上形成的至少两个连续光点，根据获取的至少两个连续光点合成被测物体的三维形状。与现有技术中根据有限个离散点合成被测物体的三维形状相比，可以通过连续形成的足够数量的光点测量被测物体形状，由此提高测绘精度。同时能够降低测绘成本。

作为对图10所示实施例的详细说明及进一步扩展，本发明实施例还提供了一种测量物体形状的方法，如图11所示，所述方法包括如下步骤：

1101、向被测物体投射点光源或线光源。

电子设备能够向各个方向投射点光源或线光源。具体的，当所电子设备投射点光源时，可以在平行于水平面的平面内左右扫描，在被测物体上形成的多个连续光点如图4(a)所示；电子设备还可以在垂直于水平面的平面内上下扫描，在被测物体上形成的多个连续光点如图4(b)所示；电子设备还可以通过旋转以图4(c)所示的扫描顺序对被测物体进行扫描，由此在被测物体上投射形成能够覆盖被测物体表面的多个连续光点。此外，当电子设备投射线光源时，如图4(d)所示，还可以在平行于水平面的平面内左右扫描，在被测物体上形成的多条垂直于水平面的连续光点线；如图4(d)所示，电子设备还可以在垂直于水平面的平面内上下扫描，在被测物体上形成的多条平行于水平面的连续光点线。

需要说明的是，电子设备投射形成的多个光点为连续光点，即相邻两光点之间的距离趋近于0，同样，电子设备投射形成的多条光点线为连续光点线，即相邻两条光点线之间的距离也趋近于0。为便于表述和理解电子设备的扫描方式，图4(a)至图4(d)中以离散的形式体现多个连续光点(或多条连续光点线)。实际上，电子设备投射形成的多个连续光点连接成线，多条连续光点线连接成面，形成如图4(e)中所示的黑色区域。

1102、从预设角度获取至少两条光点线。

电子设备从预设角度获取至少两条光点线，每条光点线由至少两个连续光点组成。

具体的，电子设备由上至下在被测物体上扫描出1000条连续的光点线，这1000条连续的光点线覆盖被测物体表面。为便于描述，仅以其中4条离散的光点线为例进行说明。如图6(a)所示，电子设备分别从角度1、角度2、角度3以及角度4获取每条光点线的空间曲变轨迹。

1103、根据获取的至少两条光点线合成被测物体的三维形状。

电子设备获取到的四条空间曲变轨迹如图6(b)所示，电子设备根据获取的4条空间曲变轨迹合成被测物体的三维形状。

图6是以根据4条光点线合成被测物体的三维形状为例进行的说明，当光点线数量为1000条时，电子设备就可以根据足够多的光点线合成被测物体的精确三维形状。

进一步的，作为对步骤1102的替换，电子设备还可以根据小孔成像原理计算至少两个光点中每个光点到电子设备的垂直距离，获取至少两个距离值。

具体的，电子设备按照图4(c)所示的扫描顺序对被测物体进行扫描，在被测物体表面先后投射出100000个连续的光点，这100000个连续的光点覆盖被测物体表面。

当电子设备在与水平面平行的平面内左右扫描投射出光点时，这些光点到电子设备的距离值可以根据图7(a)所示的实现方式进行实现，此处不再赘述。

作为对步骤1103的替换，电子设备还可以根据至少两个距离值合成被测物体的三维形状。

电子设备根据这100000个距离值合成被测物体的三维形状。

进一步的，电子设备还可以判断获取的每个距离值是否超过第一距离阈值。当存在超过所述第一距离阈值的距离值时，电子设备删除超过所述第一距离阈值的距离值。

通常，电子设备的扫描范围大于被测物体，电子设备会将一部分激光投射到位于被测物体后方的背景物体上，由此获取的背景物体上光点的距离值对测绘精度会产生影响。因此，通过设置第一距离阈值的方式过滤错误距离值。一般情况下，被测物体上两光点距离差值不会超过100mm，所以可以将所有距离值中最小距离值与100mm之和设置为第一距离阈值，所有大于该第一距离阈值的距离值均为错误距离值。

再进一步的，为避免背景物体对测绘精度的影响，电子设备还可以获取包含被测物体在内的图像信息，根据所述图像信息中的第一参数以及预设阈值确定被测物体的二维轮廓线，其中第一参数包括灰度和色彩饱和度。由于被测物体和背景物体相对电子设备的距离不同，所以对于电子设备而言，被测物体和背景物体上的灰度(或色彩饱和度)会有所差异。根据此差异设置灰度或色彩饱和度的预设阈值，由此确定位置靠前的被测物体的二维轮廓线。

进一步的，电子设备仅采集二维轮廓线内形成的至少两个连续光点，而对二维轮廓线外的光点不予采集。

进一步的，电子设备还可以围绕被测物体进行移动，从至少两个角度获取所述被测物体的至少两个三维形状，将至少两个三维形状合成为一个全角度三维形状。

如图9所示，图9为某一圆柱体被测物体的俯视图，电子设备获取三维形状的角度范围为120°。如图9中箭头所示，电子设备围绕被测物体转动，从图9所示的三个位置分别获取一个120°的三维形状(图)，然后将这三个三维形状(图)合成为一个360°的全角度三维形状(图)。

本发明实施例提供的测量物体形状的方法，能够向被测物体投射连续的可见点光源或可见线光源，通过可见图像采集装置获取被测物体上形成的至少两个连续光点，根据获取的至少两个连续光点合成被测物体的三维形状。与现有技术中根据有限个离散点合成被测物体的三维形状相比，可以通过连续形成的足够数量的光点测量被测物体形状，由此提高测绘精度。同时能够降低测绘成本。

进一步的，本发明实施例提供的测量物体形状的方法，还能够根据设置的阈值对错误距离值进行筛选，或者根据设置的阈值确定被测物体的二维轮廓，由此避免错误距离参数对测绘精度的影响。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的***，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

光线发射单元，用于向被测物体投射点光源或线光源；

图像采集单元，用于获取所述点光源或所述线光源在所述被测物体上形成的至少两个连续光点；

处理单元，用于根据所述图像采集单元获取的至少两个连续光点合成所述被测物体的三维形状。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述光线发射单元通过与所述电子设备的连接点为转轴旋转，向所述被测物体扫描投射点光源或线光源，由此形成覆盖所述被测物体的至少两个连续光点。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述图像采集单元具体用于从预设角度获取至少两条光点线，所述光点线由至少两个连续光点组成；

所述处理单元具体用于根据所述图像采集单元获取的至少两条光点线合成所述被测物体的三维形状。

4.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述处理单元具体用于：

根据小孔成像原理计算所述图像采集单元采集的所述至少两个光点中每个光点到所述电子设备的垂直距离，获取至少两个距离值；

根据所述至少两个距离值合成所述被测物体的三维形状。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备进一步包括：

判断单元，用于判断所述处理单元获取的每个距离值是否超过第一距离阈值；

当存在超过所述第一距离阈值的距离值时，指示所述处理单元删除超过所述第一距离阈值的距离值。

6.根据权利要求3或4所述的电子设备，其特征在于，所述图像采集单元还用于：

获取包含所述被测物体在内的图像信息，根据所述图像信息中的第一参数以及预设阈值确定所述被测物体的二维轮廓线，其中所述第一参数包括灰度和色彩饱和度；

获取所述点光源或所述线光源在所述二维轮廓线内形成的至少两个连续光点。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备进一步包括移动装置，所述电子设备通过所述移动装置围绕所述被测物体进行移动，从至少两个角度获取所述被测物体的至少两个三维形状；

所述处理单元还用于将所述至少两个三维形状合成为一个全角度三维形状。

8.一种测量物体形状的方法，所述方法应用于电子设备中，其特征在于，所述方法包括：

所述电子设备向被测物体投射点光源或线光源；

获取所述点光源或所述线光源在所述被测物体上形成的至少两个连续光点；

根据获取的至少两个连续光点合成所述被测物体的三维形状。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述电子设备向被测物体投射点光源或线光源，具体包括：

向所述被测物体扫描投射点光源或线光源，由此形成覆盖所述被测物体的至少两个连续光点。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述获取所述点光源或所述线光源在所述被测物体上形成的至少两个连续光点，具体包括：

从预设角度获取至少两条光点线，所述光点线由至少两个连续光点组成；

所述根据获取的至少两个连续光点合成所述被测物体的三维形状，具体包括：

根据所述至少两条光点线合成所述被测物体的三维形状。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据获取的至少两个连续光点合成所述被测物体的三维形状，具体包括：

根据小孔成像原理计算所述至少两个光点中每个光点到所述电子设备的垂直距离，获取至少两个距离值；

根据所述至少两个距离值合成所述被测物体的三维形状。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述根据小孔成像原理计算所述至少两个光点中每个光点到所述电子设备的垂直距离，获取至少两个距离值之后，所述方法进一步包括：

判断获取的每个距离值是否超过第一距离阈值；

当存在超过所述第一距离阈值的距离值时，删除超过所述第一距离阈值的距离值。

13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在所述获取所述点光源或所述线光源在所述被测物体上形成的至少两个连续光点之前，所述方法进一步包括：

获取包含所述被测物体在内的图像信息，根据所述图像信息中的第一参数以及预设阈值确定所述被测物体的二维轮廓线，其中所述第一参数包括灰度和色彩饱和度；

所述获取所述点光源或所述线光源在所述被测物体上形成的至少两个连续光点，具体包括：

获取所述点光源或所述线光源在所述二维轮廓线内形成的至少两个连续光点。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

所述电子设备通过移动装置围绕所述被测物体进行移动，从至少两个角度获取所述被测物体的至少两个三维形状；

将所述至少两个三维形状合成为一个全角度三维形状。

Images