一种投射单元及包括该单元的拍摄装置、处理器、成像设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种投射单元，所述投射单元用于向包含目标物体的目标区域投射图像，所述图像成一定渐变规律且在一定空间范围内具有唯一性。本发明专利技术还提供相应拍摄装置、成像设备、处理器。本发明专利技术采用的技术方案通过投射单元向所述目标区域投射一张成一定渐变规律且在一定空间范围内具有唯一性的图像，通过摄像单元对投射这样图像的目标物体进行拍摄，避免重复拍摄多张图像，结合此图像的相关特性提高了后续在后端处理器生成点云的精度，同时具有较好的实时性。

【技术实现步骤摘要】
一种投射单元及包括该单元的拍摄装置、处理器、成像设备
本专利技术涉及成像
，具体涉及一种投射单元及包括该单元的拍摄装置、处理器、成像设备。
技术介绍
在进行物体三维成像的过程中，首先需要通过摄像单元拍摄物体的二维图像，然后通过相关的算法，形成物体的三维图像。二维图像获取的方法，直接影响了后面的运算以及最终进行三维成像的精度。目前现有技术通常通过向目标区域投射离散斑(即通过向目标区域发射离散光束，从而在目标区域形成离散光斑，所述离散光斑在一定区域内具有唯一性，这样通过拍摄覆盖离散光斑的目标区域内的目标物体图像，然后利用所述离散光斑在一定空间范围内具有唯一性的特征，对图像进行匹配。但问题在于，通过这种离散光斑的匹配方法，由於离散光在空间中缺乏连续性，就会导致后端处理器的最终的匹配结果达不到很高(亚像素)精度。又或者如微软公司申请的专利，专利号为：US13/907426,该专利是需要连续投射多张带斑点的相移条纹场景图像,虽然可以提高成像精度,但因为需要同时抓拍多张照片，因此造成一方面速度慢，难以实现较好的实时性，另一方面针对运动的物体的点云成像精度不够。
技术实现思路
本专利技术为解决上述问题，提供一种投射单元及包括该单元的拍摄装置、处理器、成像设备。通过投射单元向所述目标区域投射一张成一定渐变规律且在一定空间范围内具有唯一性的图像，结合此图像的相关特性提高了后续在后端处理器生成点云的精度，同时具有较好的实时性。本专利技术第一方面提供一种投射单元，用于向包含目标物体的目标区域投射图像，所述图像成一定渐变规律且在一定空间范围内具有唯一性。本专利技术第二方面提供一种拍摄装置，所述装置包括：至少一个投射单元、至少一个摄像单元。所述投射单元，用于向包含目标物体的目标区域投射图像，所述图像成一定渐变规律且在一定空间范围内具有唯一性；所述摄像单元，用于获取通过所述投射单元投射图像后的至少包含目标物体的至少一幅图像。本专利技术第三方面提供一种成像设备，所述设备包括如上所述的三维成像的拍摄装置。本专利技术第四方面提供一种成像设备的处理器，所述处理器包括：至少一第一匹配单元，所述第一匹配单元包括至少第一、第二计算单元；所述第一计算单元，用于匹配所述第一、第二图像；所述第二计算单元，用于对所述匹配后的第一、第二图像，利用所述图像的一定渐变规律，从而实现所述第一、第二图像更高精度的匹配。专利技术第五方面提供一种成像设备的处理器，所述处理器包括：存储单元、至少一第二匹配单元，所述第二匹配单元包括至少第四、第五计算单元；所述存储单元,用于预先获取并存储多个目标区域的图像作为参考图像；所述第四计算单元，用于将所述获取的至少包含目标物体的图像与预先存储的多个参考图像进行匹配；所述第五计算单元，利用所述包含目标物体的图像和匹配的参考图像的渐变规律，从而实现所述包含目标物体的图像与所述匹配的参考图像更高精度的匹配。由上可见，本专利技术实施例采用一种投射单元及包括该单元的拍摄装置、处理器、成像设备。取得了以下技术效果：1、由于本专利技术通过投射单元向所述目标区域投射一张成一定渐变规律且在一定空间范围内具有唯一性的图像，通过摄像单元对投射这样图像的目标物体进行拍摄，避免重复拍摄多张图像，结合此图像的相关特性提高了后续在后端处理器生成点云的精度，同时具有较好的实时性。2、由于本专利技术采用的拍摄装置，通过投射单元向所述目标区域投射一张成一定渐变规律且在一定空间范围内具有唯一性的图像，所述摄像单元拍摄投射图像后的至少包含目标物体的图像，因此结合此图像的相关特性提高了后续在后端处理器生成点云的精度，同时具有较好的实时性。3、由于目标物体在进行拍摄过程中，反光面会对扫描结果造成较大的影响，一旦物体表面有反光现象，就无法得出该区域的三维点云图。因此将偏振单元，分别设置在投射单元和摄像单元上，通过两个偏振单元的共同配合，能很大限度的降低反光面的亮度，从而让目标物体的反光面也能获取到图像。4、由于所述拍摄装置的摄像单元还包括至少一调整单元或者三维成像设备的后端处理器还包括至少一调整单元，因此可以增加摄像单元或者摄像单元所拍摄的图像对光亮度的宽容度。5、由于采用线性变化的正弦波状的图像，光强成线性变化，因此不会出现在波峰和波谷位置附近出现相邻的像素之间像素值的差值变化小的情况。6、由于投射单元包括激光发射模块和位于激光发射模块前方的衍射片；或MEMS模块，相对投影仪可以获得更大景深的扫描范围和更低的成本。7、由于处理器中加入平场校正单元,从而使得摄像单元所拍摄图片的亮度更接近真实情况，提升了图片匹配的准确度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例和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专利技术的一些实施例，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它的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种拍摄装置的结构框图；图2是本专利技术实施例提供的另一种拍摄装置的结构框图；图3是本专利技术实施例提供的另一种拍摄装置的结构框图；图4是本专利技术实施例提供的另一种拍摄装置的结构框图；图5是本专利技术实施例提供的一种成像设备的结构框图；图6是本专利技术实施例提供的另一种成像设备的结构框图；图7是本专利技术实施例提供的另一种成像设备的结构框图；图8是本专利技术实施例提供的一种拍摄方法的流程示意图；图9是本专利技术实施例提供的投射图像和现有技术离散光斑的区别示意图，其中上方是离散光斑，下方是本专利技术实施例提供的投射图像；图10是本专利技术实施例提供的投射的成一定渐变规律的图像的整体光强度的连续接近正弦波状的示意图；图11本专利技术实施例提供的一种成像方法的部分流程图；图12本专利技术实施例提供的另一种成像方法的部分流程图；图13本专利技术实施例提供的另一种成像方法的部分流程图；图14本专利技术实施例提供的另一种成像方法的部分流程图；图15是本专利技术实施例提供的另一种成像设备的结构框图；图16是本专利技术实施例提供的另一种成像设备的结构框图。具体实施方式本专利技术实施例提供一种投射单元及包括该单元的拍摄装置、处理器、成像设备，通过投射单元向所述目标区域投射一张成一定渐变规律且在一定空间范围内具有唯一性的图像，结合此图像的相关特性提高了后续在后端处理器生成点云的精度，同时具有较好的实时性。为了使本领域的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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它实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。实施例一、在进行物体三维成像的过程中，首先需要通过摄像单元拍摄物体的二维图像，然后通过相关的算法，形成物体的三维图像。二维图像的拍摄，会影响后面所采用的三维成像的运算以及最终进行三维成像的精度。目前现有技术可以通过向目标区域投射离散光斑(即通过向目标区域发射离散光束(比如：激光束，如图8上方图所示)，从而在目标区域形成离散光斑，这样通过拍摄覆盖离散光斑的目标区域内的目标物体图像，然后通过所述离散光斑对图像进行匹配。但问题在于，通过这种离散光斑的匹配方法，由於投影图案光强在空间中缺乏连续性，就会导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投射单元，用于向包含目标物体的目标区域投射图像，其特征在于，所述图像成一定渐变规律且在一定空间范围内具有唯一性。

【技术特征摘要】
2016.06.29 CN 20161050922441.一种投射单元，用于向包含目标物体的目标区域投射图像，其特征在于，所述图像成一定渐变规律且在一定空间范围内具有唯一性。2.根据权利要求1所述的投射单元，其特征在于，所述图像成一定渐变规律包括图像的光强整体上成连续的正弦波、不规则的正弦波、或线性变化的正弦波。3.根据权利要求1所述的投射单元，其特征在于，所述投射单元包括投影仪、激光发射模块和位于激光发射模块前方的衍射片、或MEMS模块。4.一种拍摄装置，其特征在于，所述装置包括：至少一投射单元、至少一个摄像单元；所述投射单元，用于向包含目标物体的目标区域投射图像，所述图像成一定渐变规律且在一定空间范围内具有唯一性；所述摄像单元，用于获取通过所述投射单元投射图像后的至少包含目标物体的至少一幅图像。5.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：至少第一偏振单元、第二偏振单元；所述第一偏振单元设置在所述投射单元上；所述第二偏振单元设置在所述摄像单元上；所述第一偏振单元、第二偏振单元相配合使得所述摄像单元拍摄到的所述目标物体的反光面的光亮度降低。6.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述摄像单元包括至少一第一调整单元，用于增加所述摄像单元对光亮度的宽容度。7.根据权利要求5或6所述的拍摄装置，其特征在于，所述图像成一定渐变规律包括图像的光强整体上成连续的正弦波、不规则正弦波、线性变化的正弦波。8.根据权利要求5或6所述的拍摄装置，其特征在于，所述投射单元包括投影仪、激光发射模块和位于激光发射模块前方的衍射片、或MEMS模块。9.一种成像设备，其特征在于，所述设备包括如权利要求4-8任意一项所述的拍摄装置。10.根据权利要求9所述的成像设备，其特征在于，当所述摄像单元包括至少第一、第二2个摄像单元，所述成像设备还包括：至少一第一匹配单元，所述第一匹配单元包括至少第一、第二计算单元；所述第一计算单元，用于匹配所述第一、第二图像；所述第二计算单元，用于对所述匹配后的第一、第二图像，利用所述图像的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈森淼，
申请(专利权)人：鲁班嫡系机器人，
类型：发明
国别省市：中国香港,81