深度数据测量头制造技术

公开了一种深度数据测量头，包括：结构光投射装置，包括在两个红外光图像传感器连线的基线方向上错开布置的至少两个结构光发生器，分别用于向被测空间投射结构光以在被测空间中的待检测物体上形成随机分布的红外纹理；位于结构光投射装置两侧的两个红外光图像传感器用于分别对被测空间成像，从而形成两个红外纹理图像；控制器，分别与结构光投射装置和两个红外光图像传感器连接，用于控制两个红外光图像传感器对红外纹理进行同步拍摄；以及外壳，用于容纳如上装置并固定各装置间相对位置。由此，通过布置上下错开的结构光投射装来避免高光反射现象对深度数据测量的影响。在其他实施例中，上述功能也可通过布置错开的成像装置对来实现。装置对来实现。装置对来实现。

【技术实现步骤摘要】
深度数据测量头


[0001]本技术涉及三维检测
，尤其涉及用于深度数据测量头及其结构光投射装置。

技术介绍

[0002]近年来，三维成像技术得到蓬勃发展。目前，一种基于结构光的双目检测方案能够实时地对物体表面进行三维测量。图1示出了双目测量头的一个例子。该测量头包括结构光投射装置1，以及两个图像采集装置2和3。简单地说，该方案首先利用投射装置1向自然体表面投射带有编码信息的二维激光纹理图案，例如离散化的散斑图，由位置相对固定的两个图像采集装置2和3对激光纹理进行连续采集，处理单元使用采样窗口对两个图像采集装置同时采集的两幅图像进行采样，确定采样窗口内匹配的激光纹理图案，根据匹配的纹理图案之间的差异，计算出投射在自然体表面的各个激光纹理序列片段的纵深距离，并进一步测量得出待测物表面的三维数据。
[0003]如图所示，由于出于紧凑等的考虑结构光投射装置1通常设置在两个图像采集装置2和3的基线上。此时，当扫描到例如垂直于地面的镜面或是其他高反光表面上，会产生全反射或是高光反射现象，从而导致无法很好地进行深度图像的获取和三维数据的获取。图2示出了双目测量头遭遇全反射的示意图(垂直于y轴方向上的平面示意图，其中S是投射源，O是成像位置)。
[0004]为此，需要一种能够改善高光反射现象的深度数据测量头。

技术实现思路

[0005]本技术提出了一种深度数据测量头，该测量头通过将结构光投射装置和双目成像装置从全反射角度错开布置来避免高光反射现象对深度数据测量的影响。具体地，可以通过布置上下错开的结构光投射装置或是成像装置对，并在检测到高光反射时进行切换来避免在全反射方向上进行投射或是成像。
[0006]根据本公开的第一个方面，提供了一种深度数据测量头，其特征在于，包括：结构光投射装置，包括在两个红外光图像传感器连线的基线方向上错开布置的至少两个结构光发生器，所述至少两个结构光发生器分别用于向被测空间投射结构光以在被测空间中的待检测物体上形成随机分布的红外纹理；位于所述结构光投射装置两侧的所述两个红外光图像传感器，用于分别对所述被测空间成像，从而形成两个红外纹理图像，所述两个红外光图像传感器之间具有预定相对空间位置关系，从而使得能够基于所述红外纹理中同一个纹理片段在所述两个红外纹理图像中相对应地形成的纹理片段图像的位置差异、以及所述预定相对空间位置关系，确定所述红外纹理相对于所述两个红外图像传感器的深度数据；控制器，分别与所述结构光投射装置和所述两个红外光图像传感器连接，用于控制所述两个红外光图像传感器对所述红外纹理进行同步拍摄；以及外壳，用于容纳所述结构光投射装置、所述两个红外光图像传感器和所述控制器，并固定所述结构光投射装置和所述两个红外光
图像传感器的相对位置。由此，通过错开的结构光投射装置，来避免高光反射现象对深度数据测量的影响。
[0007]可选地，所述至少两个结构光发生器布置在所述两个红外光图像传感器连线的垂直平分线的不同位置上。
[0008]可选地，所述至少两个结构光发生器在不同的时刻向所述被测空间投射结构光。在一个或多个结构光发生器投射的结构光被检测到高亮度反射时，所述控制器可以切换位于不同基线高度的另一个或多个结构光发生器投射结构光。
[0009]可选地，深度数据测量头可以内置处理能力，于是该深度数据测量头还可以包括：处理器，用于：基于所述红外纹理中同一个纹理片段在所述两个红外纹理图像中相对应地形成的纹理片段图像的位置差异、以及所述预定相对空间位置关系，确定所述红外纹理相对于所述两个红外图像传感器的深度数据；以及检测一个或多个结构光发生器投射的结构光被检测到发送高亮度反射。
[0010]可选地，深度数据测量头可以外接至其他处理设备，于是，该深度数据测量头可以包括：接口装置，用于：将所述两个红外光图像传感器发送给外部处理器，并且获取检测到高亮度反射的指示。
[0011]可选地，所述至少两个结构光发生器包括：位于不同基线高度的多组结构光发生器，每组结构光发生器包括：多个结构光发生器，用于发射不相重叠的结构光；用于固定所述多个结构光发生器的固定结构；以及至少部分连接至所述固定结构的驱动装置，用于改变所述多个结构光发生器的出射方向。
[0012]可选地，所述驱动装置使得所述多个结构光发生器沿着所述驱动装置的驱动轴摆动或者跟随所述驱动装置的驱动齿轮拨动而摆动。
[0013]可选地，每组结构光发生器包括的所述多个结构光发生器沿着基线或与基线平行的方向布置。
[0014]可选地，所述两个红外光图像传感器布置在十字结构的左右两侧，两组结构光发生器布置在十字结构的上下两侧，并且所述十字结构固定至所述外壳。
[0015]根据本公开的第二个方面，提供了一种深度数据测量头，其特征在于，包括：结构光投射装置，用于向被测空间投射结构光以在被测空间中的待检测物体上形成随机分布的红外纹理；位于所述结构光投射装置两侧的两组红外光图像传感器，每组红外光图像传感器包括：两个红外光图像传感器，用于分别对所述被测空间成像，从而形成两个红外纹理图像，所述两个红外光图像传感器之间具有预定相对空间位置关系，从而使得能够基于所述红外纹理中同一个纹理片段在所述两个红外纹理图像中相对应地形成的纹理片段图像的位置差异、以及所述预定相对空间位置关系，确定所述红外纹理相对于所述两个红外图像传感器的深度数据；控制器，分别与所述结构光投射装置和所述两组红外光图像传感器连接，用于控制一组红外光图像传感器的两个红外光图像传感器对所述红外纹理进行同步拍摄；以及外壳，用于容纳所述结构光投射装置、所述两组红外光图像传感器和所述控制器，并固定所述结构光投射装置和所述两组红外光图像传感器的相对位置。由此，通过错开的成像装置对，来避免高光反射现象对深度数据测量的影响。
[0016]可选地，一组红外光图像传感器的连线与所述另一组红外光图像传感器的连线不重合。
[0017]可选地，所述一组红外光图像传感器的连线与所述另一组红外光图像传感器的连线互相垂直。
[0018]可选地，所述一组红外光图像传感器布置在十字结构的左右两侧，所述另一组红外光图像传感器布置在十字结构的上下两侧，所述结构光投射装置布置在十字结构的中央，并且所述十字结构固定至所述外壳。
[0019]可选地，一组红外光图像传感器拍摄的图像被检测到高亮度反射时，所述控制器切换另一组红外光图像传感器进行拍摄。
[0020]可选地，深度数据测量头还包括：处理器，用于：基于所述红外纹理中同一个纹理片段在所述两个红外纹理图像中相对应地形成的纹理片段图像的位置差异、以及所述预定相对空间位置关系，确定所述红外纹理相对于所述两个红外图像传感器的深度数据；以及检测一个或多个结构光发生器投射的结构光被检测到发送高亮度反射。
[0021]可选地，深度数据测量头还包括：接口装置，用于：将所述两个红外光图像传感器发送给外部处理器，并且获取检测到高亮度反射的指示。
[0022]可选地，所述结构光投射装置包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深度数据测量头，其特征在于，包括：结构光投射装置，包括在两个红外光图像传感器连线的基线方向上错开布置的至少两个结构光发生器，所述至少两个结构光发生器分别用于向被测空间投射结构光以在被测空间中的待检测物体上形成随机分布的红外纹理；位于所述结构光投射装置两侧的所述两个红外光图像传感器，用于分别对所述被测空间成像，以形成两个红外纹理图像，所述两个红外光图像传感器之间具有预定相对空间位置关系，使得能够基于所述红外纹理中同一个纹理片段在所述两个红外纹理图像中相对应地形成的纹理片段图像的位置差异、以及所述预定相对空间位置关系，确定所述红外纹理相对于所述两个红外光图像传感器的深度数据；控制器，分别与所述结构光投射装置和所述两个红外光图像传感器连接，用于控制所述两个红外光图像传感器对所述红外纹理进行同步拍摄；以及外壳，用于容纳所述结构光投射装置、所述两个红外光图像传感器和所述控制器，并固定所述结构光投射装置和所述两个红外光图像传感器的相对位置。2.如权利要求1所述的深度数据测量头，其特征在于，所述至少两个结构光发生器布置在所述两个红外光图像传感器连线的垂直平分线的不同位置上。3.如权利要求1所述的深度数据测量头，其特征在于，所述至少两个结构光发生器在不同的时刻向所述被测空间投射结构光。4.如权利要求3所述的深度数据测量头，其特征在于，在一个或多个结构光发生器投射的结构光被检测到高亮度反射时，位于不同基线高度的另一个或多个结构光发生器被所述控制器切换以投射结构光。5.如权利要求3所述的深度数据测量头，其特征在于，还包括：处理器，用于：基于所述红外纹理中同一个纹理片段在所述两个红外纹理图像中相对应地形成的纹理片段图像的位置差异、以及所述预定相对空间位置关系，确定所述红外纹理相对于所述两个红外光图像传感器的深度数据；以及检测一个或多个结构光发生器投射的结构光发生高亮度反射。6.如权利要求3所述的深度数据测量头，其特征在于，还包括：接口装置，用于：将所述两个红外光图像传感器发送给外部处理器，并且获取检测到高亮度反射的指示。7.如权利要求1所述的深度数据测量头，其特征在于，所述至少两个结构光发生器包括：位于不同基线高度的多组结构光发生器，每组结构光发生器包括：多个结构光发生器，用于发射不相重叠的结构光；用于固定所述多个结构光发生器的固定结构；以及至少部分连接至所述固定结构的驱动装置，用于改变所述多个结构光发生器的出射方向。8.如权利要求7所述的深度数据测量头，其特征在于，所述驱动装置使得所述多个结构光发生器沿着所述驱动装置的驱动轴摆动或者跟随所述驱动装置的驱动齿轮拨动而摆动。
9.如权利要求7所述的深度数据测量头，其特征在于，每组结构光发生器包括的所述多个结构光发生器沿着基线或与基线平行的方向布置。10.如权利要求9所述的深度数据测量头，其特征在于，所述两个红外光图像传感器布置在十字结构的左右两侧，两组结构光发生器布置在十字结构的上下两侧，并且所述十...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏捷，梁雨时，
申请(专利权)人：上海图漾信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：