[发明专利]深度数据测量头、测量装置和测量方法

权利要求书

1.一种深度数据测量头，包括：

投影装置，用于向拍摄区域扫描投射具有条纹编码的结构光；

具有预定相对位置关系的第一和第二图像传感器，用于对所述拍摄区域进行拍摄以分别获得在所述结构光照射下的第一和第二二维图像帧；以及

同步装置，用于基于所述投影装置的扫描位置，同步开启所述第一和第二图像传感器中与当前扫描位置相对应的条纹方向上的像素列进行成像。

2.如权利要求1所述的测量头，其中，所述同步装置包括用于测量所述投影装置的扫描位置的测量装置，并且基于所述测量装置的测量结果，进行所述像素列成像的同步开启。

3.如权利要求1所述的测量头，其中，所述投影装置包括：

激光发生器，用于生成线型和/或红外激光，并且所述激光发生器进行高速开关以扫描投射与条纹编码相对应的明暗相间的结构光。

4.如权利要求3所述的测量头，其中，所述激光发生器生成亮度随时间变化的线型光，以投射明暗相间且明条纹亮度变化的结构光。

5.如权利要求3所述的测量头，其中，所述投影装置包括：

以预定频率往复振动的微镜器件，用于以所述预定频率向所述拍摄区域扫描投射所述线型激光，其中，所述线型激光的长度方向是所述投射条纹的长度方向。

6.如权利要求5所述的测量头，其中，所述同步装置包括用于实时测量所述微镜器件的振动相位的测量装置，并且基于所述测量装置的测量结果，进行所述像素列成像的同步开启。

7.如权利要求6所述的测量头，其中，所述测量装置是一个或多个光电传感器，并且所述一个或多个光电传感器以如下任一方式布置：

布置在所述投影装置的不同出射路径上；

布置在所述投影装置内的不同反射路径上；以及

分别布置在所述投影装置内外的出射和反射路径上。

8.如权利要求1所述的测量头，其中，基于标定操作确定每次同步开启的像素列的数量。

9.如权利要求1所述的测量头，其中，每个所述图像传感器在所述投影装置每进行预定次数的扫描投射后完成一幅图像帧的成像。

10.如权利要求1所述的测量头，其中，每个所述图像传感器中的像素包括对应于所述当前扫描位置时同步开启的结构光图像帧存储单元。

11.如权利要求10所述的测量头，其中，每个所述图像传感器中的像素各自包括多个结构光图像帧存储单元，每个结构光图像帧存储单元分别用于对所述投射装置依次投射的不同图案的条纹编码结构光进行成像，以生成针对不同图案的一组图像帧，其中，所述一组图像帧被整体用于进行一次深度数据计算。

12.如权利要求11所述的测量头，其中，所述存储单元是存储0或1值的二元存储器，并且在生成所述一组图像帧之后，直接基于每个像素中存储的多个0或1的值，进行第一和第二图像传感器之间的像素匹配。

13.如权利要求11所述的测量头，其中，所述存储单元是用于存储灰度值的多阶存储器，并且所述测量头还包括数字运算模块，所述数字运算模块在生成所述一组图像帧之后，直接对每个像素中存储的灰度值进行数字运算以进行第一和第二图像传感器之间的像素匹配。

14.如权利要求10所述的测量头，其中，每个所述图像传感器中的像素还各自包括一个附加存储单元，所述附加存储单元用于在该像素的至少一个结构光图像帧存储单元开启时关闭，并在不接受所述结构光照射的至少部分时段开启，以使得所述图像传感器基于所述附加存储单元生成环境光图像帧。