CN112710254A - 对象的测量方法、***、装置、存储介质和处理器 - Google Patents

对象的测量方法、***、装置、存储介质和处理器 Download PDF

Info

Publication number
CN112710254A
CN112710254A CN202011522277.2A CN202011522277A CN112710254A CN 112710254 A CN112710254 A CN 112710254A CN 202011522277 A CN202011522277 A CN 202011522277A CN 112710254 A CN112710254 A CN 112710254A
Authority
CN
China
Prior art keywords
patterns
target object
coding
vertical
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011522277.2A
Other languages
English (en)
Inventor
朱虹
宋明岑
王森森
张秀峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Zhuhai Gree Intelligent Equipment Co Ltd
Original Assignee
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Zhuhai Gree Intelligent Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai, Zhuhai Gree Intelligent Equipment Co Ltd filed Critical Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority to CN202011522277.2A priority Critical patent/CN112710254A/zh
Publication of CN112710254A publication Critical patent/CN112710254A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/2509—Color coding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种对象的测量方法、***、装置、存储介质和处理器。其中，该方法包括：将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到目标对象的编码图像；基于编码图像生成目标对象的三维图像数据；基于三维图像数据对目标对象的三维形态进行测量，得到测量结果。本发明解决了对物体进行三维形态测量的精确度低的技术问题。

Description

对象的测量方法、***、装置、存储介质和处理器
技术领域
本发明涉及图像处理领域，具体而言，涉及一种对象的测量方法、***、装置、存储介质和处理器。
背景技术
目前，随着三维(3D)机器视觉的高速发展，3D视觉目前已广泛用于不同场景，例如三维测量、无序抓取、视觉引导等。市场上的3D视觉主要以主动成像为主，例如激光扫描法，但是此方法需要被测物体和激光发射器具有相对位移，对于某些无法进行移动的场景并不适用，导致无法对空间移动的静态物体的三维形态进行测量，从而导致对物体进行三维形态测量的精确度低的问题。
针对上述无法的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种对象的测量方法、***、装置、存储介质和处理器，以至少解决对物体进行三维形态测量的精确度低的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种对象的测量方法，包括：将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到目标对象的编码图像；基于编码图像生成目标对象的三维图像数据；基于三维图像数据对目标对象的三维形态进行测量，得到测量结果。
可选地，在将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到目标对象的编码图像之前，该方法还包括：创建格雷码图形序列，其中，格雷码图形序列包括多张水平编码图案和多张垂直编码图案；将格雷码图形序列生成目标文件。
可选地，将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到目标对象的编码图像，包括：将目标文件中的格雷码图形序列加载至第一缓冲区；在第一缓冲区中，按照目标周期将多张水平编码图案和多张垂直编码图案分别投影到目标对象上，并获取投影得到的多张水平条纹图案和多张垂直条纹图案，其中，编码图像包括多张水平条纹图案和多张垂直条纹图案，多张水平条纹图案与多张水平编码图案一一对应，多张垂直条纹图案与多张垂直编码图案一一对应。
可选地，获取得到的多张水平条纹图案和多张垂直条纹图案，包括：通过触发信号采集得到的每张水平条纹图案或每张垂直条纹图案；将采集到的每张水平条纹图案或每张垂直条纹图案存储至第二缓冲区，直至第二缓冲区中存储的水平条纹图案和垂直条纹图案的总数量与多张水平编码图案和多张垂直编码图案的总数量相等。
可选地，多张水平编码图案的条纹的密集度和多张垂直编码图案的条纹的密集度呈增加趋势。
可选地，基于编码图像生成目标对象的三维图像数据，包括：对编码图像进行解码和三维重建，得到三维图像数据。
可选地，三维图像数据包括目标对象的三维点云数据和/或深度图。
可选地，目标对象为处于静止状态的对象。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种象的测量***，包括：采集装置，用于将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到目标对象的编码图像；测量装置，与采集装置相连接，用于基于编码图像生成目标对象的三维图像数据，并基于三维图像数据对目标对象的三维形态进行测量，得到测量结果。
可选地，采集装置包括：结构光模块，用于在图形用户界面上创建格雷码图形序列，并将格雷码图形序列生成目标文件，其中，格雷码图形序列包括多张水平编码图案和多张垂直编码图案。
可选地，结构光模块还用于将目标文件中的格雷码图形序列加载至第一缓冲区，在第一缓冲区中，通过目标接口按照目标周期将多张水平编码图案和多张垂直编码图案分别投影到目标对象上，并获取投影得到的多张水平条纹图案和多张垂直条纹图案，其中，编码图像包括多张水平条纹图案和多张垂直条纹图案，多张水平条纹图案与多张水平编码图案一一对应，多张垂直条纹图案与多张垂直编码图案一一对应。
可选地，结构光模块还用于输出触发信号；采集装置还包括：图形采集设备，与结构光模块相连接，用于响应触发信号，采集每张水平条纹图案或每张垂直条纹图案，并将采集到的每张水平条纹图案或每张垂直条纹图案存储至第二缓冲区，直至第二缓冲区中存储的水平条纹图案和垂直条纹图案的总数量与多张水平编码图案和多张垂直编码图案的总数量相等。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种对象的测量装置，包括：投影单元，用于将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到目标对象的编码图像；生成单元，用于基于编码图像生成目标对象的三维图像数据；测量单元，用于基于三维图像数据对目标对象的三维形态进行测量，得到测量结果。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制该计算机可读存储介质所在设备执行本发明实施例中的对象的测量方法。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，该处理器用于运行程序，其中，程序被该处理器运行时执行本发明实施例中的对象的测量方法。
在本发明实施例中，采用将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到目标对象的编码图像；基于编码图像生成目标对象的三维图像数据；基于三维图像数据对目标对象的三维形态进行测量，得到测量结果。也就是说，本申请通过对编码图案进行投影得到目标对象的编码图像，再对得到的编码图像进行处理，生成目标对象的三维图像数据，从而实现对目标对象的三维形态进行测量，这样就可以得到目标对象的测量结果，进而解决了对物体进行三维形态测量的精确度低的技术问题，达到了提高对物体进行三维形态测量的精确度的技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种对象的测量***的示意图；
图2是根据本发明实施例的一种对象的测量方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的一种结构光图案投影方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的一种对象的测量装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
根据本发明实施例，提供了一种对象的测量***。
图1是根据本发明实施例的一种对象的测量***的示意图。如图1所示，该对象的测量***10可以包括：采集装置11和测量装置12。
采集装置11，用于将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到目标对象的编码图像。
在该实施例中，可以通过采集装置将编码图案投影到待测量的目标对象上，这样就可以采集得到目标对象的编码图像。
可选地，在该实施例中，采集装置可以采用可编程结构光***将编码图案主动高速投影到待测量的目标对象上，该可编程结构光***的型号可以为德州仪器(TI)的DLP4500。
测量装置12，与采集装置11相连接，用于基于编码图像生成目标对象的三维图像数据，并基于三维图像数据对目标对象的三维形态进行测量，得到测量结果。
在该实施例中，在采集装置得到目标对象的编码图像之后，可以通过与采集装置相连接的测量装置对目标对象的编码图像进行处理，从而生成目标对象的三维图像数据，然后测量装置根据生成的三维图像数据对目标对象的三维形态进行测量，这样就可以得到对目标对象进行三维形态测量的测量结果。
作为一种可选的实施方式，采集装置11包括：结构光模块，用于在图形用户界面上创建格雷码图形序列，并将格雷码图形序列生成目标文件，其中，格雷码图形序列包括多张水平编码图案和多张垂直编码图案。
在该实施例中，采集装置可以包括结构光模块，该结构光模块可以用于在图形用户界面(Graphical User Interface，简称为GUI)上创建包括多张水平编码图案和多张垂直编码图案的格雷码图形序列，然后将创建的格雷码图形序列作为目标文件。
可选地，该实施例中的结构光模块可以为DLP4500，目标文件可以为二进制文件(bin文件)，在DLP4500的GUI界面中编辑格雷码图形序列之后，可以将该图形序列以图像的形式生成bin文件。
可选地，该实施例中的格雷码图形序列可以包括18个1bit的水平编码图案和18个1bit的垂直编码图案。
作为一种可选的实施方式，结构光模块还用于将目标文件中的格雷码图形序列加载至第一缓冲区，在第一缓冲区中，通过目标接口按照目标周期将多张水平编码图案和多张垂直编码图案分别投影到目标对象上，并获取投影得到的多张水平条纹图案和多张垂直条纹图案，其中，编码图像包括多张水平条纹图案和多张垂直条纹图案，多张水平条纹图案与多张水平编码图案一一对应，多张垂直条纹图案与多张垂直编码图案一一对应。
在该实施例中，结构光模块在进行投影时，可以将目标文件中的格雷码图形序列加载到缓存区中准备投影，在该缓存区中，结构光模块可以通过目标接口按照目标周期将格雷码图形序列投影到目标对象上，从而可以获取到投影得到的包括多张水平条纹图案和多张垂直条纹图案的编码图像，且编码图像中的多张水平条纹图案与格雷码图形序列中的多张水平编码图案可以实现一一对应，编码图像中的多张垂直条纹图案与格雷码图形序列中的多张垂直编码图案可以实现一一对应。
可选地，该实施例中的第一缓存区可以为DLP4500的闪存(FLASH)图像缓存区，结构光模块在进行投影时，可以先加载bin文件，将格雷码图形序列中的多张水平编码图案和多张垂直编码图案加载到DLP4500的FLASH图像缓存区中准备投影，同时设置投影触发方式为内部触发。由于DLP4500中的数字微镜元件(Digtial Micromirror Devices，简称为DMD)需要230us的时间来下载一个图案，从而DLP4500在投射一帧图案的时候，帧周期(或者内部触发周期)和一个图案的曝光周期之间至少要差230us，也就是说，帧周期必须大于一个图案的曝光时间，因此，编码图像中的条纹图案周期与条纹图案曝光时间之间的时间差要小于230us。可选地，上述目标周期可以为条纹图案周期，上述目标接口可以为DLP4500的软件开发工具包(Software Development Kit，简称为SDK)中的应用程序接口(ApplicationProgramming Interface，简称为API)和/或通用串行总线(Universal Serial Bus，简称为USB)应用编程接口。
作为一种可选的实施方式，结构光模块还用于输出触发信号；采集装置11还包括：图形采集设备，与结构光模块相连接，用于响应触发信号，采集每张水平条纹图案或每张垂直条纹图案，并将采集到的每张水平条纹图案或每张垂直条纹图案存储至第二缓冲区，直至第二缓冲区中存储的水平条纹图案和垂直条纹图案的总数量与多张水平编码图案和多张垂直编码图案的总数量相等。
在该实施例中，结构光模块还可以输出触发信号，采集装置中的图形采集设备可以与该结构光模块相连接，以便于对结构光模块输出的触发信号进行响应，同时图像采集设备还可以采集每张水平条纹图案或者每张垂直条纹图案，并将采集到的条纹图案存储在缓冲区中，直到该缓冲区中存储的条纹图案的总数量与格雷码图形序列中的编码图案的总数量相等为止。
可选地，该实施例中的图形采集设备可以为Basler网络摄像机(或者Basler相机)。
举例而言，格雷码图形序列中的编码图案的总数量为36张。***通过DLP4500的SDK中的API接口开始投影格雷码图形序列中的条纹图案，同时DLP4500输出触发信号，Basler网络摄像机在响应该触发信号之后，进行同步采集条纹图案，当采集完18张水平条纹图案之后，再以同样的方法采集18张垂直条纹图案，将采集到的条纹图案全部存储至缓冲区中，并判断该缓冲区中的条纹图案的总数量是否等于36张，若缓冲区中的条纹图案的总数量等于36张，则Basler网络摄像机结束采集，否则，继续进行同步采集条纹图案。
可选地，在该实施例中，可以将结构光模块(DLP4500)的触发输出引脚连接至Basler网络摄像机(或者Basler相机)的触发输入引脚，从而实现通过结构光模块输出触发信号。可选地，上述Basler网络摄像机的帧率可以通过如下公式来表示：
Figure BDA0002849409610000061
本发明实施例的对象的测量***，通过采集装置对编码图案进行投影得到目标对象的编码图像，再通过测量装置对得到的编码图像进行处理，生成目标对象的三维图像数据，从而实现对目标对象的三维形态进行测量，这样就可以得到目标对象的测量结果，进而解决了对物体进行三维形态测量的精确度低的技术问题，达到了提高对物体进行三维形态测量的精确度的技术效果。
实施例2
根据本发明实施例，提供了一种对象的测量方法的实施例，需要说明的是，该实施例的对象的测量方法可以由本发明实施例1的对象的测量***执行，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图2是根据本发明实施例的一种对象的测量方法的流程图。如图2所示，该方法包括可以如下步骤：
步骤S202，将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到目标对象的编码图像。
在本发明上述步骤S202提供的技术方案中，可以通过采集装置将编码图案投影到待测量的目标对象上，以得到目标对象的编码图像。
可选地，该实施例中的采集装置可以采用可编程结构光***将编码图案主动高速投影到待测量的目标对象上，该可编程结构光***的型号可以为德州仪器(TI)的DLP4500。
步骤S204，基于编码图像生成目标对象的三维图像数据。
在本发明上述步骤S204提供的技术方案中，在得到目标对象的编码图像之后，可以通过与采集装置相连接的测量装置对目标对象的编码图像进行处理，从而生成目标对象的三维图像数据。
步骤S206，基于三维图像数据对目标对象的三维形态进行测量，得到测量结果。
在本发明上述步骤S206提供的技术方案中，在得到目标对象的三位图像数据之后，可以通过测量装置根据生成的三维图像数据对目标对象的三维形态进行测量，这样就可以得到对目标对象进行三维形态测量的测量结果。
通过本发明上述步骤S202至步骤S206，将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到目标对象的编码图像；基于编码图像生成目标对象的三维图像数据；基于三维图像数据对目标对象的三维形态进行测量，得到测量结果。也就是说，该实施例通过对编码图案进行投影得到目标对象的编码图像，再对得到的编码图像进行处理，生成目标对象的三维图像数据，从而实现对目标对象的三维形态进行测量，这样就可以得到目标对象的测量结果，进而解决了对物体进行三维形态测量的精确度低的技术问题，达到了提高对物体进行三维形态测量的精确度的技术效果。
下面对本发明实施例的上述方法进行进一步介绍。
作为一种可选的实施方式，在将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到目标对象的编码图像之前，该方法还包括：创建格雷码图形序列，其中，格雷码图形序列包括多张水平编码图案和多张垂直编码图案；将格雷码图形序列生成目标文件。
在该实施例中，可以通过结构光模块在图形用户界面上创建包括多张水平编码图案和多张垂直编码图案的格雷码图形序列，然后将创建的格雷码图形序列作为目标文件。
可选地，该实施例中的结构光模块可以为DLP4500，目标文件可以为二进制文件，在DLP4500的GUI界面中编辑格雷码图形序列之后，可以将该图形序列以图像的形式生成二进制文件。
可选地，该实施例中的格雷码图形序列可以包括18个1bit的水平编码图案和18个1bit的垂直编码图案。
可选地，该实施例中的结构光模块可以包括在采集装置中。
作为一种可选的实施方式，将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到目标对象的编码图像，包括：将目标文件中的格雷码图形序列加载至第一缓冲区；在第一缓冲区中，按照目标周期将多张水平编码图案和多张垂直编码图案分别投影到目标对象上，并获取投影得到的多张水平条纹图案和多张垂直条纹图案，其中，编码图像包括多张水平条纹图案和多张垂直条纹图案，多张水平条纹图案与多张水平编码图案一一对应，多张垂直条纹图案与多张垂直编码图案一一对应。
在该实施例中，结构光模块在将编码图案投影到待测量的目标对象上时，可以将目标文件中的格雷码图形序列加载到缓存区中准备投影，在该缓存区中，结构光模块可以通过目标接口按照目标周期将格雷码图形序列投影到目标对象上，从而可以获取到投影得到的包括多张水平条纹图案和多张垂直条纹图案的编码图像，且编码图像中的多张水平条纹图案与格雷码图形序列中的多张水平编码图案可以实现一一对应，编码图像中的多张垂直条纹图案与格雷码图形序列中的多张垂直编码图案可以实现一一对应。
可选地，该实施例中的第一缓存区可以为DLP4500的FLASH图像缓存区，结构光模块在进行投影时，可以先加载bin文件，将格雷码图形序列中的多张水平编码图案和多张垂直编码图案加载到DLP4500的FLASH图像缓存区中准备投影，同时设置投影触发方式为内部触发。由于DLP4500中的DMD需要230us的时间来下载一个图案，从而DLP4500在投射一帧图案的时候，帧周期(或者内部触发周期)和一个图案的曝光周期之间至少要差230us，也就是说，帧周期必须大于一个图案的曝光时间，因此，编码图像中的条纹图案周期与条纹图案曝光时间之间的时间差要小于230us。可选地，上述目标周期可以为条纹图案周期，上述目标接口可以为DLP4500的SDK中的API接口和/或USB应用编程接口。
作为一种可选的实施方式，获取得到的多张水平条纹图案和多张垂直条纹图案，包括：通过触发信号采集得到的每张水平条纹图案或每张垂直条纹图案；将采集到的每张水平条纹图案或每张垂直条纹图案存储至第二缓冲区，直至第二缓冲区中存储的水平条纹图案和垂直条纹图案的总数量与多张水平编码图案和多张垂直编码图案的总数量相等。
在该实施例中，触发信号可以通过结构光模块进行输出，然后可以通过图形采集设备对结构光模块输出的触发信号进行响应，同时图像采集设备还可以采集每张水平条纹图案或者每张垂直条纹图案，并将采集到的条纹图案存储在缓冲区中，直到该缓冲区中存储的条纹图案的总数量与格雷码图形序列中的编码图案的总数量相等为止。
可选地，该实施例中的结构光模块可以与图形采集设备相连接。
可选地，该实施例中的图形采集设备可以为Basler网络摄像机(或者Basler相机)。
可选地，在该实施例中，可以将DLP4500的触发输出引脚连接至Basler网络摄像机(或者Basler相机)的触发输入引脚，从而实现通过结构光模块输出触发信号。可选地，上述Basler网络摄像机的帧率可以通过如下公式来表示：
Figure BDA0002849409610000091
作为一种可选的实施方式，多张水平编码图案的条纹的密集度和多张垂直编码图案的条纹的密集度呈增加趋势。
在该实施例中，由于采用格雷码编码方法可以减少图像中的条纹边缘处的编码误差，且格雷码的编码方式为每个邻近数字都只相差一位，从而可以将编码误差降到最小，因此，为了解决对目标图像的分辨率和对目标对象进行测量的精读较低的问题，可以通过提高采样率来提高对目标对象进行测量的精读，也就是说，可以通过提高多张水平编码图案的条纹的密集度和多张垂直编码图案的条纹的密集度来提高采样率，也即，多张水平编码图案的条纹的密集度和多张垂直编码图案的条纹的密集度呈增加趋势。
作为一种可选的实施方式，基于编码图像生成目标对象的三维图像数据，包括：对编码图像进行解码和三维重建，得到三维图像数据。
在该实施例中，可以通过对编码图形进行解码和三维重建，实现生成目标对象的三维图像数据。
作为一种可选的实施方式，三维图像数据包括目标对象的三维点云数据和/或深度图。
在该实施例中，基于编码图像生成的目标对象的三维图像数据可以包括目标对象的三维点云数据和/或深度图像。
作为一种可选的实施方式，目标对象为处于静止状态的对象。
本发明实施例的对象的测量方法，通过对编码图案进行投影得到目标对象的编码图像，再对得到的编码图像进行处理，生成目标对象的三维图像数据，从而实现对目标对象的三维形态进行测量，这样就可以得到目标对象的测量结果，进而解决了对物体进行三维形态测量的精确度低的技术问题，达到了提高对物体进行三维形态测量的精确度的技术效果。
实施例3
下面结合优选的实施方式对本发明实施例的技术方案进行举例说明。
图3是根据本发明实施例的一种结构光图案投影方法的流程图。如图3所示，该方法可以包括如下步骤：
步骤S301，DLP4500加载固件。
在本发明上述步骤S301提供的技术方案中，可以连接DLP4500的触发输出引脚到Basler相机的触发输入引脚，该引脚间的连接关系可以如表1所示：
表1 DLP4500与Basler相机引脚连接表
连接 LCr4500 J14引脚 Balser相机2引脚
触发器 2 2
接地端 3 5
可选地，在该实施例中，将DLP4500与Basler相机引脚连接好之后，可以在DLP4500的GUI界面中编辑格雷码图形序列，并将该格雷码图形序列以图像的形式生成bin文件。
步骤S302，下载图案序列到闪存缓存区。
在本发明上述步骤S302提供的技术方案中，在准备进行投影时，可以加载bin文件，然后将序列图案加载到DLP4500的闪存(FLASH)图像缓存区中准备投影。
可选地，在该实施例中，可以设置投影触发方式为内部触发，由于DMD需要230us下载一个图案，所以帧周期或者触发周期必须大于一个图案的曝光时间，因此，条纹图案周期和条纹图案曝光时间差要小于230us，也即，当投影仪投射一帧图案的时候，帧周期或者内部触发周期和一个图案的曝光周期至少要差230us。
可选地，该实施例中Basler网络摄像机的帧率可以通过如下公式来表示：
Figure BDA0002849409610000111
步骤S303，DLP开始投影。
在本发明上述步骤S303提供的技术方案中，在DLP开始投影的时候，可以将格雷码图形序列投影至待测物体上。
步骤S304，投影得到垂直条纹图案。
在本发明上述步骤S303提供的技术方案中，可以通过DLP4500的SDK中的API接口开始投影格雷码图形序列中的垂直编码图案，得到垂直条纹图案，同时输出触发信号进行Basler相机同步采集垂直条纹图案。
步骤S305，投影得到水平条纹图案。
在本发明上述步骤S304提供的技术方案中，在投影完格雷码图形序列中的垂直编码图案之后，以同样的方法投影格雷码图形序列中的水平编码图案，得到水平条纹图案，同时输出触发信号进行Basler相机同步采集水平条纹图案。
步骤S306，Basler相机取图。
在本发明上述步骤S305提供的技术方案中，DLP开始投影以后，在投影得到的垂直条纹图案和水平条纹图案的数量均小于18张时，可以通过Basler相机进行取图，直到垂直条纹图案和水平条纹图案的数量均大于18张为止，也就是说，Basler相机在采集完18张水平条纹图案之后，再以同样的方法采集18张垂直条纹图案。
步骤S307，将垂直条纹图案和水平条纹图案缓存至图像缓存区。
在本发明上述步骤S306提供的技术方案中，Basler相机在取图之后，可以将取到的条纹图案缓存至图像缓存区。
步骤S308，判断图像缓存区中的条纹图案的帧数是否为36张。
在本发明上述步骤S307提供的技术方案中，若图像缓存区中的条纹图案的帧数为36张，也即，图像缓存区中的条纹图案的帧数等于格雷码图形序列中的编码图案的总数量时，Basler相机结束取图，否则，Basler相机继续取图。
通过该实施例的结构光图案投影方法采集完的编码图像，可以通过解码算法和3D重建算法生成被测物体的3D点云数据和深度图像，从而为被测物体的高速度、高精度的三维测量提供有效图像数据，且该方法通过同时投影水平编码图案和垂直编码图案得到水平条纹图案和垂直条纹图案的方法，解决了被测物体在某一方向上条纹图案形变微小的问题，进而将编码误差降到最小，提高对被测物体进行三维形态测量的精确度和速度。
实施例4
根据本发明实施例，还提供了一种对象的测量装置。需要说明的是，该实施例的对象的测量装置可以用于执行本发明实施例的对象的测量方法。
图4是根据本发明实施例的一种对象的测量装置的示意图。如图4所示，该对象的测量装置40可以包括：投影单元41、生成单元42和测量单元43。
投影单元41，用于将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到目标对象的编码图像。
生成单元42，用于基于编码图像生成目标对象的三维图像数据。
测量单元43，用于基于三维图像数据对目标对象的三维形态进行测量，得到测量结果。
该实施例的对象的测量装置，通过对编码图案进行投影得到目标对象的编码图像，再对得到的编码图像进行处理，生成目标对象的三维图像数据，从而实现对目标对象的三维形态进行测量，这样就可以得到目标对象的测量结果，进而解决了对物体进行三维形态测量的精确度低的技术问题，达到了提高对物体进行三维形态测量的精确度的技术效果。
实施例5
根据本发明实施例，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括存储的程序，其中在程序运行时控制该计算机可读存储介质所在设备执行实施例2中所述的对象的测量方法。
实施例6
根据本发明实施例，还提供了一种处理器，该处理器用于运行程序，其中，程序被该处理器运行时执行实施例2中所述的对象的测量方法。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以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，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
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(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)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、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种对象的测量方法，其特征在于，包括：
将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到所述目标对象的编码图像；
基于所述编码图像生成所述目标对象的三维图像数据；
基于所述三维图像数据对所述目标对象的三维形态进行测量，得到测量结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到所述目标对象的编码图像之前，所述方法还包括：
创建格雷码图形序列，其中，所述格雷码图形序列包括多张水平编码图案和多张垂直编码图案；
将所述格雷码图形序列生成目标文件。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到所述目标对象的编码图像，包括：
将所述目标文件中的所述格雷码图形序列加载至第一缓冲区；
在所述第一缓冲区中，按照目标周期将所述多张水平编码图案和所述多张垂直编码图案分别投影到所述目标对象上，并获取投影得到的多张水平条纹图案和多张垂直条纹图案，其中，所述编码图像包括所述多张水平条纹图案和所述多张垂直条纹图案，所述多张水平条纹图案与所述多张水平编码图案一一对应，所述多张垂直条纹图案与所述多张垂直编码图案一一对应。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获取得到的多张水平条纹图案和多张垂直条纹图案，包括：
通过触发信号采集得到的每张所述水平条纹图案或每张所述垂直条纹图案；
将采集到的每张所述水平条纹图案或每张所述垂直条纹图案存储至第二缓冲区，直至所述第二缓冲区中存储的所述水平条纹图案和所述垂直条纹图案的总数量与所述多张水平编码图案和所述多张垂直编码图案的总数量相等。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多张水平编码图案的条纹的密集度和所述多张垂直编码图案的条纹的密集度呈增加趋势。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述编码图像生成所述目标对象的三维图像数据，包括：
对所述编码图像进行解码和三维重建，得到所述三维图像数据。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述三维图像数据包括所述目标对象的三维点云数据和/或深度图。
8.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述目标对象为处于静止状态的对象。
9.一种对象的测量***，其特征在于，包括：
采集装置，用于将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到所述目标对象的编码图像；
测量装置，与所述采集装置相连接，用于基于所述编码图像生成所述目标对象的三维图像数据，并基于所述三维图像数据对所述目标对象的三维形态进行测量，得到测量结果。
10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述采集装置包括：
结构光模块，用于在图形用户界面上创建格雷码图形序列，并将所述格雷码图形序列生成目标文件，其中，所述格雷码图形序列包括多张水平编码图案和多张垂直编码图案。
11.根据权利要求10所述的***，其特征在于，所述结构光模块还用于将所述目标文件中的所述格雷码图形序列加载至第一缓冲区，在所述第一缓冲区中，通过目标接口按照目标周期将所述多张水平编码图案和所述多张垂直编码图案分别投影到所述目标对象上，并获取投影得到的多张水平条纹图案和多张垂直条纹图案，其中，所述编码图像包括所述多张水平条纹图案和所述多张垂直条纹图案，所述多张水平条纹图案与所述多张水平编码图案一一对应，所述多张垂直条纹图案与所述多张垂直编码图案一一对应。
12.根据权利要求11所述的***，其特征在于，
所述结构光模块还用于输出触发信号；
所述采集装置还包括：图形采集设备，与所述结构光模块相连接，用于响应所述触发信号，采集每张所述水平条纹图案或每张所述垂直条纹图案，并将采集到的每张所述水平条纹图案或每张所述垂直条纹图案存储至第二缓冲区，直至所述第二缓冲区中存储的所述水平条纹图案和所述垂直条纹图案的总数量与所述多张水平编码图案和所述多张垂直编码图案的总数量相等。
13.一种对象的测量装置，其特征在于，包括：
投影单元，用于将编码图案投影到待测量的目标对象上，得到所述目标对象的编码图像；
生成单元，用于基于所述编码图像生成所述目标对象的三维图像数据；
测量单元，用于基于所述三维图像数据对所述目标对象的三维形态进行测量，得到测量结果。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至8中任意一项所述的方法。
15.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序被所述处理器运行时执行权利要求1至8中任意一项所述的方法。
CN202011522277.2A 2020-12-21 2020-12-21 对象的测量方法、***、装置、存储介质和处理器 Pending CN112710254A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011522277.2A CN112710254A (zh) 2020-12-21 2020-12-21 对象的测量方法、***、装置、存储介质和处理器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011522277.2A CN112710254A (zh) 2020-12-21 2020-12-21 对象的测量方法、***、装置、存储介质和处理器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112710254A true CN112710254A (zh) 2021-04-27

Family

ID=75544867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011522277.2A Pending CN112710254A (zh) 2020-12-21 2020-12-21 对象的测量方法、***、装置、存储介质和处理器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112710254A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101697233A (zh) * 2009-10-16 2010-04-21 长春理工大学 一种基于结构光的三维物体表面重建方法
CN105976866A (zh) * 2016-04-21 2016-09-28 清华大学 二进制数据序列的编码方法、存储装置和电子设备
CN108106647A (zh) * 2017-12-27 2018-06-01 哈尔滨工业大学 一种单轨道绝对式光电编码器的码盘构造方法
CN108305325A (zh) * 2017-01-25 2018-07-20 网易（杭州）网络有限公司 虚拟对象的显示方法及装置
CN108881097A (zh) * 2018-06-15 2018-11-23 中国电子科技集团公司第四十研究所 一种基于格雷码的方形qam星座图编码方法和***
CN109000587A (zh) * 2018-08-30 2018-12-14 无锡信捷电气股份有限公司 获取精确高密度点云的方法
CN109443239A (zh) * 2018-12-03 2019-03-08 广州欧科信息技术股份有限公司 结构光测量方法、装置、设备、存储介质及***
CN109470140A (zh) * 2018-11-12 2019-03-15 珠海格力智能装备有限公司 螺钉的检测方法及装置、螺钉的检测***

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101697233A (zh) * 2009-10-16 2010-04-21 长春理工大学 一种基于结构光的三维物体表面重建方法
CN105976866A (zh) * 2016-04-21 2016-09-28 清华大学 二进制数据序列的编码方法、存储装置和电子设备
CN108305325A (zh) * 2017-01-25 2018-07-20 网易（杭州）网络有限公司 虚拟对象的显示方法及装置
CN108106647A (zh) * 2017-12-27 2018-06-01 哈尔滨工业大学 一种单轨道绝对式光电编码器的码盘构造方法
CN108881097A (zh) * 2018-06-15 2018-11-23 中国电子科技集团公司第四十研究所 一种基于格雷码的方形qam星座图编码方法和***
CN109000587A (zh) * 2018-08-30 2018-12-14 无锡信捷电气股份有限公司 获取精确高密度点云的方法
CN109470140A (zh) * 2018-11-12 2019-03-15 珠海格力智能装备有限公司 螺钉的检测方法及装置、螺钉的检测***
CN109443239A (zh) * 2018-12-03 2019-03-08 广州欧科信息技术股份有限公司 结构光测量方法、装置、设备、存储介质及***

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何禾禾: "结构光3D之DLP4500的使用", 《CSDN》 *
张炳达: "《智能信息处理技术基础》", 31 October 2008 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108734776B (zh) 一种基于散斑的三维人脸重建方法及设备
EP3742113B1 (en) System and method for marking images for three-dimensional image generation
CA3021967A1 (en) Three-dimensional scanning system and scanning method thereof
US20120176478A1 (en) Forming range maps using periodic illumination patterns
US20120176380A1 (en) Forming 3d models using periodic illumination patterns
WO2016081722A1 (en) Systems and methods for 3d capture of objects using multiple range cameras and multiple rgb cameras
US20130106852A1 (en) Mesh generation from depth images
CN108769462B (zh) 自由视角场景漫游方法及装置
US11050995B2 (en) Method and system for multi-wavelength depth encoding for three-dimensional range geometry compression
US10373372B2 (en) System and method for object recognition
CN107517346B (zh) 基于结构光的拍照方法、装置及移动设备
CN107392874B (zh) 美颜处理方法、装置及移动设备
CN111080776B (zh) 人体动作三维数据采集和复现的处理方法及***
KR102492821B1 (ko) 감소된 왜곡을 갖는 물체의 3차원 재구성을 생성하기 위한 방법 및 장치
Cui et al. 3D body scanning with one Kinect
WO2024032668A1 (zh) 三维重建方法及装置、***
CN112710254A (zh) 对象的测量方法、***、装置、存储介质和处理器
Martell et al. Benchmarking structure from motion algorithms of urban environments with applications to reconnaissance in search and rescue scenarios
Llull et al. Evaluation of 3D Reconstruction for Cultural Heritage Applications
CN108989682B (zh) 一种主动光场深度成像方法及***
CN107515844B (zh) 字体设置方法、装置及移动设备
CN110751732A (zh) 一种2d图像转3d图像的方法
CN114463405A (zh) 面扫线激光3d相机加速方法、装置、***及fpga
JP5307549B2 (ja) ３次元形状計測方法およびその装置
JP7265825B2 (ja) 生成装置、生成方法およびプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210427