三维物体的测量系统和方法与流程
本技术涉及图像处理，尤其涉及一种三维物体的测量系统和方法。
背景技术：
1、随着光学技术的发展，三维物体的测量技术也日趋多样，其中，结构光是一种主动式、非接触的三维视觉测量技术，已被广泛应用在三维物体的测量系统中，根据投射器投射图案的不同，可以将结构光用于测量三维物体的技术大致分为点结构光、线结构光、以及面阵结构光的测量。其中，线结构光由于检测精度高、稳定性好等特点，在工业测量、缺陷检测、逆向工程、物流分拣、工件上下料等领域得到广泛的应用，具有较高的测量精度。
2、但是基于线结构光的测量，在三维物体被测面深度大、复杂场景中(如遮挡、反光下)场景下，需要多条、密集的线结构光同时测量时，会出现多线激光混淆的问题，导致三维物体的测量结果不精确。
技术实现思路
1、本技术提供了一种三维物体的测量系统和方法，能够有效提高三维物体测量结果的精确度。
2、第一方面，本技术提供了一种三维物体的测量系统，包括：线激光发射模块，用于向三维物体被测面投射至少两条线激光，所述线激光是调制的线激光；线激光采集模块，用于采集每条所述调制的线激光在所述三维物体被测面上产生的亮度变化，对应产生事件；三维重建模块，用于根据产生的所述事件匹配所述调制的线激光，并根据匹配的所述调制的线激光，计算出所述三维物体的被测面信息。
3、线激光采集模块在生成事件时，每个事件的内容包括产生事件的时间戳、产生事件位置对应的坐标和产生事件的极性，如亮度变暗可以产生负事件(极性)等。根据这些事件在不同时间戳上的极性对应调制的线激光的频率或相位变化，确定相匹配的线激光，确定相匹配可以根据预设的匹配条件实现，如预设的匹配条件是根据事件或根据事件得到的参数、图像等，确定相匹配的线激光。三维重建模块根据匹配的所述调制的线激光对应的参数(比如线激光提前标定的光平面)，计算出所述三维物体的被测面信息。
4、这种通过匹配后的调制的线激光计算测量结果的方式，避免了多线激光测量时因各种干扰，而导致无法识别正确的线激光计算测量结果的问题，能够提高测量结果的精确度。
5、在一种可能实现的方式中，每个所述事件包括所述事件的时间戳、坐标和极性，所述三维重建模块，用于根据所述线激光采集模块产生的、所述坐标相同的多个事件的所述时间戳和所述极性，匹配一条所述调制的线激光。
6、确定相匹配可以根据预设的匹配条件实现，预设的匹配条件可以根据事件的时间戳、坐标和极性确定的，如某个坐标对应的所有事件，在各个时间戳上的极性，与某一个调制的线激光的频率的对应关系最符合预设，则确定为相匹配。
7、通过这种方式匹配所述调制的线激光，即可以根据每一个事件进行匹配，也可以将事件归类进行匹配，如对同一个坐标对应的事件进行匹配，匹配的所述调制的线激光的灵活度更高。
8、或者，所述三维重建模块，用于根据所述线激光采集模块产生的、在预定范围内的所述坐标对应的至少一个事件的所述时间戳和所述极性，匹配一条所述调制的线激光。
9、如，可以将预定邻域的范围内的所有事件中，多数事件相匹配的线激光作为与所述预定邻域的范围内所有所述事件的匹配的线激光等。
10、在一种可能实现的方式中，所述三维重建模块，还用于累积事件集生成多个光条纹，其中，每个所述光条纹上包括多个像素，每个所述像素对应一个事件集，一个所述事件集中包括一个所述像素对应的多个所述事件；根据每个所述像素对应的所述事件集，匹配一条所述调制的线激光。
11、根据每个像素对应的事件集，匹配一条调制的线激光时，可以根据光条纹上的像素对应的事件集去匹配调制频率的线激光，计算出三维物体的被测面信息，这种方式计算的速度较快，能节约测量时间。
12、根据光条纹上的每个像素的事件集(该事件集包括该像素对应的多个事件)计算每个像素对应的调制频率或调制相位，根据每个像素对应的调制频率与投射在被测面上的多条调制频率的线激光比较，确定频率相同或最相近的调制频率的线激光是匹配的，同理，根据每个像素对应的调制相位与投射在被测面上的多条调制相位的线激光比较，确定相位相同或最相近的调制相位的线激光是匹配的。
13、这种通过光条纹上每个像素对应的调制频率或相位匹配线激光的方法，能够利用事件累积得到的累积事件图像上的各光条纹，得到每个像素对应匹配的调制的线激光，测量的效果更好。
14、在一种可能实现的方式中，所述三维重建模块，具体用于得到每个所述光条纹上各所述像素的候选线激光序号，将每个所述光条纹上得到最多的所述候选线激光序号对应的所述调制的线激光，确定为与当前所述光条纹匹配的所述调制的线激光。
15、由于调制的线激光投射在被测面上，其对应的累积事件图像的联通区域中(如一个光条纹上)包括多个像素，但像素在匹配时，因干扰或其他因素，在该联通区域上的像素匹配的调制的线激光可能不是同一条，因此，采用票选多数像素匹配的调制频率的线激光，作为该联通区域的匹配线激光的方式，确定该联通区域对应的光平面，得到三维物体的被测面信息，能有效的解决一些像素受到干扰后，不能正确匹配调制的线激光，导致测量结果出现误差的情况，能够优化测量结果。
16、在一种可能实现的方式中，所述像素为中心像素。
17、用中心像素通过上述实现方式进行测量，可以减少算力，且能够提高计算出的测量结果的精确度。
18、在一种可能实现的方式中，所述调制的线激光是调制频率的线激光，或，调制相位的线激光；所述线激光采集模块包括事件相机，所述线激光发射模块包括多线激光器。
19、在一种可能实现的方式中，三维物体与线激光发射模块产生相对移动或摆动，且所述线激光发射模块与所述线激光采集模块的相对位置保持不变。
20、三维物体与线激光发射模块产生相对移动或摆动可以灵活的根据需要测量的被测部分进行调整，提高测量系统测量的灵活性。
21、第二方面，本技术提供了一种三维物体的测量方法，包括：向三维物体被测面投射至少两条线激光，所述线激光是调制的线激光；采集每条所述调制的线激光在所述三维物体被测面上产生的亮度变化，对应产生事件；根据产生的所述事件匹配所述调制的线激光，并根据匹配的所述调制的线激光，计算出所述三维物体的被测面信息。
22、在一种可能实现的方式中，每个所述事件包括所述事件的时间戳、坐标和极性，所述根据产生的所述事件匹配所述调制的线激光，并根据匹配的所述调制的线激光包括：根据所述坐标相同的多个事件的所述时间戳和所述极性，匹配一条所述调制的线激光。
23、在一种可能实现的方式中，所述采集每条所述调制的线激光在所述三维物体被测面上产生的亮度变化，对应产生事件之后，还包括：累积事件集生成多个光条纹，其中，每个所述光条纹上包括多个像素，每个所述像素对应一个事件集，一个所述事件集中包括一个所述像素对应的多个所述事件；根据每个所述像素对应的所述事件集，匹配一条所述调制的线激光。
24、在一种可能实现的方式中，所述方法适用于三维物体的测量系统，所述三维物体的测量系统包括线激光发射模块、所述线激光采集模块，所述调制的线激光是调制频率的线激光，或，调制相位的线激光；所述线激光采集模块包括事件相机，所述线激光发射模块包括多线激光器。
25、在一种可能实现的方式中，所述方法适用于三维物体的测量系统，所述三维物体的测量系统包括线激光发射模块、所述线激光采集模块和所述三维重建模块，使得三维物体与线激光发射模块产生相对移动或摆动，且所述线激光发射模块与所述线激光采集模块的相对位置保持不变。
26、在一种可能实现的方式中，所述根据每个所述光条纹包括的所述像素对应的所述事件的所述时间戳和所述极性，匹配一条所述调制的线激光包括：得到每个所述光条纹包括的所述像素的候选线激光序号，将每个所述光条纹上得到最多的所述候选线激光序号对应的所述调制的线激光，确定为与当前所述光条纹匹配的所述调制的线激光。
27、在一种可能实现的方式中，所述像素为中心像素。
28、第三方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在处理器上运行时，实现前述任一方面所述的方法以及前述任一方面的任一可能的实现方式中所包括的部分或全部操作。
29、第四方面，本技术提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包含指令，当其在处理器上运行时，实现前述任一方面所述的方法以及前述任一方面的任一可能的实现方式中所包括的部分或全部操作。
30、第五方面，本技术提供了一种芯片，包括：接口电路和处理器。所述接口电路和所述处理器相连接，所述处理器用于使得所述芯片执行前述任一方面所述的方法以及前述任一方面的任一可能的实现方式中所包括的部分或全部操作。
技术特征：
1.一种三维物体的测量系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，
4.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，
5.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，
7.根据权利要求3或6所述的系统，其特征在于，
8.一种三维物体的测量方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述采集每条所述调制的线激光在所述三维物体被测面上产生的亮度变化，对应产生事件之后，还包括：
11.根据权利要求8至10任一项所述的方法，所述方法适用于三维物体的测量系统，所述三维物体的测量系统包括线激光发射模块、所述线激光采集模块，其特征在于，
12.根据权利要求8至10任一项所述的方法，所述方法适用于三维物体的测量系统，所述三维物体的测量系统包括线激光发射模块、所述线激光采集模块和所述三维重建模块，其特征在于，
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据每个所述光条纹包括的所述像素对应的所述事件的所述时间戳和所述极性，匹配一条所述调制的线激光包括：
14.根据权利要求10或13所述的方法，其特征在于，
技术总结
本申请实施例提供了一种三维物体的测量系统和方法，该系统包括线激光发射模块，用于向三维物体被测面投射至少两条线激光，所述线激光是调制的线激光；线激光采集模块，用于采集每条所述调制的线激光在所述三维物体被测面上产生的亮度变化，对应产生事件；三维重建模块，用于根据产生的所述事件匹配所述调制的线激光，并根据匹配的所述调制的线激光，计算出所述三维物体的被测面信息。能够有效提高多线激光测量三维信息的精确度。
技术研发人员：向晓东,胡慧,陈海
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23