本发明专利技术涉及进行场景内的一个或多个物体的３Ｄ（三维）物体轮廓面间判定和／或距离面间判定的系统、装置和方法，所述方法包括：（ａ）提供预定有限组的不同类型的特征，产生特征类型，每个特征类型可根据唯一的二维构成来区分；（ｂ）提供包括所述特征类型的多种外观的编码光图样；（ｃ）将具有轴向变强度的所述编码光图样投影在所述场景内的一个或多个物体上，所述场景具有至少两个平面，产生第一平面并产生第二平面；（ｄ）捕捉在其上投影所述投影编码光图样的所述物体的２Ｄ（二维）图像，从而产生捕捉的２Ｄ图像，所述捕捉的２Ｄ图像包括被反射的所述特征类型；（ｅ）确定所述２Ｄ捕捉图像的强度值，产生所述确定的强度值；和（ｆ）根据所述确定的强度值进行所述场景内的所述一个或多个物体的３Ｄ物体轮廓面间判定和／或距离面间判定。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及3D(三维)和距离判定，更具体而言，本专利技术涉及SOP(单光路)三维和距离成像方法、装置及其系统，其消除了立体基线的常规要求，且因此容许在相对小的封装内提供光学元件而不管测量离距如何。定义、首字母缩写和缩写本说明书通篇采用下列定义轴向变强度沿着一条或多条轴变化的强度。立体视觉是由到双眼视网膜上的两个稍有不同的投影而导致感觉到深度的视觉感知过程。两个视网膜图像的差别通常叫做水平像差、视网膜像差或双眼像差。所述差别起因于眼睛在头部中的不同位置。立体视觉通常称为深度感知(来自意为实体的“立体 (stereo) ”，和意为视觉或视力的“视觉(opsis) ”)。编aiMMU^是通过用预定的像素图样投影于场景上的光。当所述图样触及场景内的一个或多个物体时发生变形，继而容许视觉系统通过使用(例如)结构光3D扫描仪而计算所述物体的深度信息和表面信息。
技术介绍
大多数商用距离成像系统通常涉及两个主要类a)三角测量系统；和b) TOF (飞行时间)系统。其它鲜见现有技术系统及其方法包括自阴影重建形状技术(如B. K. P Horn I^Jifef Shape from shading -.a method for obtaining the shape of a smooth opaque object from one view" , Technical Report 79,Project MAC,Massachusetts Institute of Technology (MIT)，1970年)、自散焦重建形状技术(如A. Pentland等的论文"A simple,real-time range camera“ , Proceedings of IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition(CVPR)，1989 年)、光度立体技术(如 R. J. Woodham 白勺论文〃 Photometric method for determining surface orientation from multiple images" ,Optical Engineering，第 19卷，No. 1，第 139-144页，1980年 1-2 月)、 云纹干涉技术(H. Takasaki 的"Moire topography"，Applied Optics，第 9 卷，第 6 期， 第1467-1472页，1970年)及其它技术。根据现有技术，上述三角测量类的系统在本质上是根据光的基本品质-光的直线传播。这种几何属性构成了用右眼与用左眼所看到之物之间的差别，这正是人类双眼深度感知(立体视觉)的基础。继而，三角测量类包括两个主要子类被动式三角测量和主动式三角测量。受各种生物系统的启示，被动式三角测量方法(也被称为被动式立体方法)可能是用于距离成像的最老式的方法，其中通过从不同角度得到的两个或多个图像之间的匹配对应而提取深度数据。尽管在所属领域中有近乎五十年的研究(如B. Julesz在标题为"Towards the automation of binocular depth perception (AUT0MAP-1)“的论文中所讲授，Proceedings of IFIPS Congress，Munich，第 439-444 页，1962 年)，但常规的被动式三角测量方法在再捕捉无特征区域、具重复图样和结构的区域以及表面边界方面明显地无能为力。尽管有这些缺点，但被动式三角测量对于旨在重建高纹理化且相对连续的区域的某些任务来说仍具吸引力，如高空航拍照片中的3D建模(例如，L.H. Quam 等的论文“Stanford automatic photogrammetry research “ ， Technical Report STAN-CS-74-472， Department of Computer Science， Stanford University，1974 年 12 月)。与被动式三角测量系统形成对比的是，主动式三角测量系统在所属领域中以其高可靠性而著称。在这些系统中，由于使用了将结构光投影在所获取场景上方的附加专用主动式照明源，得以完全避免“众所周知”的对应问题(例如在以下网页中所述，http:// en. wikipedia. org/wiki/Correspondence—problem)。结构光具有指定的布局，其目的是对从场景背反射并被摄像机捕获的结构光的每个局部区域提供不同的识别。因为对应是根据预定的格式发生，所以无需两个摄像机，通常可仅使用一个摄像机和一个投影仪来实施所需的三角测量。除了可靠且设计相对简单之外，这些主动式三角测量系统在深度测量方面同样具有相对高的精度。然而，与被动式三角测量系统不同的是，大多数主动式三角测量系统通常局限于静态环境(物体)的距离成像。这是因为这些系统实际上利用了时间结构光格式，这意味着使用投影和图像捕捉的同步系列，以在受控的角运动下扫描被成像环境“典型”光条纹(如 Y. Shirai 等的标题为〃 Recognition of polyhedrons with a range finder"的论文， 2nd International Joint Conference on Artificial Intelligence (IJCAI)，第 80-87 页，London, 1971年)，以(例如)利用视频投影仪来迅速交换各种编码光图样的更高级的系统(如US 4，175，862中所公开)结束。此外，应当指出的是，在常规的主动式三角测量系统中，所获取的场景也必需保持静态，直到扫描过程或图样切换完成。另一方面，如果仅使用单编码光图样，则也可以在运动中获取场景。这个概念自从主动式三角测量方法开始后便已成为研究的主题(如P.M. Will等的标题为"Grid coding :A preprocessing technique for robot and machine vision “ 白勺论 JC, Computers and Artificial Intelligence，第 66_70 页，I97I 年)。开发这种类型的编码化方法的主要挑战通常涉及在单个图样的小局部区域内嵌入足够大的识别代码字(如 J· Salvi 的标题为〃 Pattern codification strategies in structured light systems“ 的论文，第37卷，第4期，第827-849页，2004年4月)。大多数现有技术方法包括编码有色条纹(如 K. L. Boyer 等的标题为"Color-encoded structured light for rapid active ranging “的 ife 文，IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence (PAMI)，第 9 卷，第 1 期，第 14- 页，1987 年 1 月)或有色点(如 R. A. Mor本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种进行场景内的一个或多个物体的３Ｄ（三维）物体轮廓面间判定和／或距离面间判定的方法，所述方法包括：ａ）提供预定有限组的不同类型的特征，产生特征类型，每个特征类型可根据唯一的二维构成来区分；ｂ）提供包括所述特征类型的多种外观的编码光图样；ｃ）将具有轴向变强度的所述编码光图样投影在场景内的一个或多个物体上，所述场景具有至少两个平面，产生第一平面并产生第二平面；ｄ）捕捉在其上投影有所述投影的编码光图样的所述物体的２Ｄ（二维）图像，从而产生捕捉的２Ｄ图像，所述捕捉的２Ｄ图像包括被反射的所述特征类型；ｅ）确定所述２Ｄ捕捉图像的强度值，产生所述确定的强度值；和ｆ）根据所述确定的强度值进行所述场景内的所述一个或多个物体的３Ｄ物体轮廓面间判定和／或距离面间判定。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·戈登，
申请(专利权)人：曼蒂斯影像有限公司，
类型：发明
国别省市：IL
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