[发明专利]一种基于多目线结构光的不同分辨率视觉融合的三维测量设备和方法

说明书

本发明公开了一种基于多目线结构光的不同分辨率视觉融合的三维测量设备和方法，设备包括整体框架、传送带、激光器和工业相机阵列，所述传送带连接电源且可控制速度，所述激光器与工业相机阵列共同依附传送带运动，所述工业相机阵列通过USB连接线与计算机连接，本发明涉及机器视觉技术领域。该基于多目线结构光的不同分辨率视觉融合的三维测量设备和方法，通过计算机与独立运行的传送带共同控制，相比于双目视觉增加了一组相机，即增加了不同位置的三维测量信息，可以实现三维测量精度的提高，并可以使用不同分辨率的相机进行测量。

技术领域

本发明涉及机器视觉技术领域，具体为一种基于多目线结构光的不同分辨率视觉融合的三维测量设备和方法。

背景技术

这几年来，以计算机技术和图像处理技术为基础的结构光三维测量方法迅速发展，在行业内得到了广泛的关注和应用。结构光三维测量技术具有测速快、非接触、高精度等优点，它通过向待测物体表面投射光栅条纹图案来给物体增加特征信息，使得图像处理时能够提取出更多的特征点，从而获得稠密的视差图，重建出精度较高的三维模型。目前的手势识别进准度不高，而且在黑暗或光照不强的情况下无法识别的问题。

基于结构光的三维测量系统有单目、双目和多目，单目测量系统中包含了一个相机和一个投影仪，在使用时首先需要对投影仪进行标定，该过程十分复杂，对系统环境和成像质量要求高，且非常容易受到环境中其它因素的干扰，边缘提取的成功率和三维重建的精度都不高，因此该方法使用较少。双目测量系统包含了两个相机和一个投影仪，该测量方法是传统的双目视觉测量技术的改进和延伸，它既有双目视觉测量方面的理论基础，可以省去对投影仪复杂的标定，又有结构光来增加物体表面的几何特征信息，从而较传统的双目视觉测量方法有更高的测量精度。多目视觉线结构光大尺度测量系统由多个相机和单个激光器构成，可以保证局部测量的高精度，同时进行大尺度测量。对结构光和多目视觉相结合的三维测量系统进行研究，可以促进生物医学、工业制造、逆向工程、产品检验、文物保护等领域的发展，因此该方向具有广阔的应用前景和深远的研究意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于多目线结构光的不同分辨率视觉融合的三维测量设备和方法，解决了双目系统获取信息量有限和不同分辨率相机之间难以匹配的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于多目线结构光的不同分辨率视觉融合的三维测量设备，包括整体框架、传送带、激光器和工业相机阵列，所述传送带连接电源且可控制速度，所述激光器与工业相机阵列共同依附传送带运动，所述工业相机阵列通过USB连接线与计算机连接。

本发明还公开了一种基于多目线结构光的不同分辨率视觉融合的三维测量方法，具体包括以下步骤：

S1、通过传送带和计算机共同控制激光器与工业相机阵列对检测目标进行线结构光三维扫描，从而采集目标三维信息；

S2、基于双目线结构光方法计算由工业相机阵列采集到的两组双目线结构光三维测量结果；

S3、对两组三维测量结果进行图像处理，使其二者可以相互匹配；

S4、将S3得到的结果视为一次双目采集信息，基于传统双目视觉方法再次进行三维重建。

优选的，所述工业相机阵列为2*2相机阵列，位于同一行的相机分辨率相同，位于不同行的相机分辨率不同。

附图说明

图1为本发明的硬件结构图。

图2为相机标定后矫正前后对比。

图3为整个过程中第一次三维重建结果。

图4为图像处理后结果。

图5为整个过程中第二次三维重建结果。

具体实施方式