[发明专利]三维测量设备、处理方法和非暂态计算机可读存储介质

权利要求书

1.一种三维测量设备，包括：

图像获取装置，用于获取像素代表离目标物体的距离的距离图像；

近似值获取装置，用于获取指示目标物体的位置和取向的近似值；

选择装置，用于选择与目标物体的三维形状模型的几何特征对应的点；

投影装置，用于基于指示目标物体的位置和取向的近似值以及距离图像的成像时的成像参数，将由所述选择装置选择的与几何特征对应的多个点投影到距离图像上；

搜索装置，用于分别从多个投影点对预定范围的区域搜索与三维形状模型的几何特征对应的距离图像上的几何特征，并使所述几何特征相互关联；以及

位置/取向计算装置，用于使用通过所述搜索装置相互关联的三维形状模型的几何特征和距离图像上的几何特征之间的三维空间上的距离的差，计算目标物体的位置和取向。

2.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述图像获取装置还获取通过捕获目标物体获得的二维图像，

所述投影装置基于指示目标物体的位置和取向的近似值以及距离图像的成像时的成像参数，将由所述选择装置选择的与几何特征对应的多个点投影到距离图像和二维图像上，

所述搜索装置分别从多个投影点对预定范围的区域搜索与三维形状模型的几何特征对应的距离图像和二维图像上的几何特征，并使所述几何特征相互关联，以及

所述位置/取向计算装置使用通过所述搜索装置相互关联的三维形状模型的几何特征以及距离图像和二维图像上的几何特征之间的三维空间上的距离的差，计算目标物体的位置和取向。

3.根据权利要求1或2的设备，其特征在于，所述搜索装置比较由所述选择装置选择的点处的三维形状模型的几何特征的法线方向与从距离图像上的投影点的预定范围检测到的几何特征的法线方向，以及，当两个法线方向之差超出预定值时，所述搜索装置跳过几何特征的关联处理。

4.根据权利要求2的设备，其特征在于，二维图像是从与距离图像相同的视点捕获的，以及

所述搜索装置从二维图像检测目标物体的边缘作为二维图像的几何特征，并在执行检测到的边缘与三维形状模型的几何特征之间的关联处理时，跳过不包含于距离图像上的几何特征中的边缘与三维形状模型的对应的几何特征之间的关联处理。

5.根据权利要求1至4中任一项的设备，其特征在于，三维形状模型的几何特征由点或线段表示。

6.一种用于计算目标物体的位置和取向的三维测量设备的处理方法，其特征在于包括：

获取像素代表离目标物体的距离的距离图像的步骤；

获取指示目标物体的位置和取向的近似值的步骤；

选择与目标物体的三维形状模型的几何特征对应的点的步骤；

基于指示目标物体的位置和取向的近似值以及距离图像的成像时的成像参数、将与几何特征对应的多个所选点投影到距离图像上的步骤；

分别从多个投影点对预定范围的区域搜索与三维形状模型的几何特征对应的距离图像上的几何特征、并使所述几何特征相互关联的步骤；以及

使用被相互关联的三维形状模型的几何特征和距离图像上的几何特征之间的三维空间上的距离的差、计算目标物体的位置和取向的步骤。

7.一种存储计算机程序的非暂态计算机可读存储介质，所述计算机程序用于控制被并入用于计算目标物体的位置和取向的三维测量设备中的计算机，以用作：

图像获取装置，用于获取像素代表离目标物体的距离的距离图像；

近似值获取装置，用于获取指示目标物体的位置和取向的近似值；

选择装置，用于选择与目标物体的三维形状模型的几何特征对应的点；

投影装置，用于基于指示目标物体的位置和取向的近似值以及距离图像的成像时的成像参数，将由所述选择装置选择的与几何特征对应的多个点投影到距离图像上；

搜索装置，用于分别从多个投影点对预定范围的区域搜索与三维形状模型的几何特征对应的距离图像上的几何特征，并使所述几何特征相互关联；以及

位置/取向计算装置，用于使用通过所述搜索装置相互关联的三维形状模型的几何特征和距离图像上的几何特征之间的三维空间上的距离的差，计算目标物体的位置和取向。