[发明专利]一种深度信息采集方法及系统

权利要求书

1.一种深度信息采集方法，其特征在于，包括

S1：对深度关系进行标定，具体包括：

S11：垂直于一平面发射第一激光图案，所述第一激光图案经所述平面反射形成反射激光图案，垂直接收所述反射激光图案并计算其像素密度值；

S12：记录所述平面的深度值，建立所述像素密度值与所述深度值的对应关系；

S13：多次调整所述平面的深度位置并重复上述步骤，获得多组像素密度值与深度值的对应关系，完成深度关系的标定；

S2：垂直于待测物体方向发射第一激光图案，所述第一激光图案经待测物体表面反射形成第二激光图案；

S3：在垂直于待测物体方向接收所述第二激光图案；

S4：计算所述第二激光图案中采样点位置的像素密度值；

S5：根据标定的深度关系，确定所述像素密度值对应采样点的深度值，该深度值为所述采样点的深度信息；

其中，所述第一激光图案为等密度激光点图，发射所述第一激光图案的光程大于或小于接收所述第二激光图案的光程。

2.根据权利要求1所述的深度信息采集方法，其特征在于，还包括

S6：获取多个采样点的深度信息，集合所有采样点的深度信息构成待测物体的深度点云图。

3.根据权利要求1所述的深度信息采集方法，其特征在于，在所述多组像素密度值与深度值的对应关系中，确定采样点位置的像素密度值对应的深度值为所述采样点的深度信息。

4.根据权利要求1所述的深度信息采集方法，其特征在于，对深度关系进行标定，还包括：

S14：根据所述多组像素密度值与深度值的对应关系进行曲线拟合，获得自变量为像素密度值、因变量为深度值的函数关系式。

5.根据权利要求4所述的深度信息采集方法，其特征在于，令自变量为采样点位置的像素密度值，代入上述函数关系式，计算得到的深度值为所述采样点的深度信息。

6.根据权利要求1所述的深度信息采集方法，其特征在于，通过调整光路结构，使接收所述第二激光图案的光路避让发射所述第一激光图案的光路。

7.根据权利要求1所述的深度信息采集方法，其特征在于，计算反射激光图案中的像素密度值，包括：

建立xy坐标系；

获取反射激光图案中左上角点位置坐标(x1，y1)、右上角点位置坐标(x2，y2)、左下角点位置坐标(x3，y3)和右下角点位置坐标(x4，y4)；

计算反射激光图案中的像素密度值D(L)：

其中，其中D(L)为L深度平面的像素密度值，N_H为反射激光图案中水平方向的点的数量，N_V为反射激光图案中垂直方向的点的数量。

8.根据权利要求1所述的深度信息采集方法，其特征在于，计算第二激光图案中采样点位置的像素密度值，包括：

建立xy坐标系；

获取采样点位置坐标P(x，y)；

获取采样点左侧点位置坐标(x-1，y)、右侧点位置坐标(x+1，y)、上侧点位置坐标(x，y+1)、下侧点位置坐标(x，y-1)、左上侧点位置坐标(x-1，y+1)、左下侧点位置坐标(x-1，y-1)、右上侧点位置坐标(x+1，y+1)和右下侧点位置坐标(x+1，y-1)；

计算第二激光图案中采样点位置的像素密度值M(x,y)：

其中，M(x,y)为点P(x，y)处的像素密度值，L(i,j)为点(i,j)到P(x，y)的像素距离。

9.一种应用权利要求1-8中任一种方法的深度信息采集系统，其特征在于，包括激光单元、摄像头单元、存储单元、光路调整单元和计算单元，其中

激光单元，标定时垂直于一平面发射第一激光图案，所述第一激光图案经所述平面反射形成反射激光图案；测量时垂直于待测物体方向发射第一激光图案，所述第一激光图案经待测物体表面反射形成第二激光图案；

摄像头单元，标定时垂直于平面方向接收所述反射激光图案并发送至计算单元；测量时垂直于待测物体方向接收所述第二激光图案并发送至计算单元；

存储单元，用于存储所述深度信息采集系统标定的深度关系；

光路调整单元，包括半透半反部件，用于透射所述激光单元发射的第一激光图案并反射所述第二激光图案至摄像头单元；

计算单元，标定时计算反射激光图案的像素密度值，建立所述像素密度值与所述深度值的对应关系；测量时计算第二激光图案中采样点位置的像素密度值，对照标定的深度关系确定采样点位置的像素密度值对应的深度值为所述采样点的深度信息；

其中，所述第一激光图案为等密度激光点图，发射所述第一激光图案的光程大于或小于接收所述第二激光图案的光程。