[发明专利]一种结构光参考图采集装置和方法

说明书

本发明公开了一种结构光参考图采集装置和方法，包括投影模组、接收模组和支架，所述支架上设有滑槽，投影模组、接收模组均装配在滑槽上，投影模组和接收模组通过沿滑槽滑动调节二者之间的距离。本发明的投影模组、接收模组可沿滑槽移动，采集参考图时增大/减小基线距离，测量深度时固定基线距离，利用基线距离可调的结构及方法采集多张参考图，并以此构造具有更大视场角的目标参考图，在保证深度精度的前提下，有效消除结构光相机中的深度暗角，增大非参考图距离处的视场角。

技术领域

本发明涉及结构光深度相机，尤其是一种结构光参考图采集装置和方法。

背景技术

结构光技术是一种三维测量技术，其投影模组向真实世界投射按照一定规则和模式编码的图像，接收模组拍摄经物体调制的失真投影图像，并与在一定距离处拍摄的投影图像(即参考图)进行比对，根据已标定好的光学系统内、外部参数，即可求出图像中所有点的深度信息。

投影模组与接收模组光心间的物理距离称为基线(Base Line,BL)。基线的存在使得在远离参考图采集的位置，参考图不能完全覆盖接收模组视场，接收模组视场边缘区域的图案无法与参考图进行匹配比对，造成“深度暗角”现象。

如图1所示，投影模组101与接收模组102，拍摄位置与参考图采集位置的距离d_Ref越大，深度暗角(灰色区域)越明显，有效视场越小。减小基线距离，可在一定程度上减小暗角，但会导致深度测量精度降低。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的缺陷，本发明旨在提供一种结构光相机的参考图采集装置和方法，旨在保证测量精度的前提下，消除结构光相机中的深度暗角，增大非参考图距离处的视场角。

技术方案：一种结构光参考图采集装置，包括投影模组、接收模组和支架，所述支架上设有滑槽，投影模组、接收模组均装配在滑槽上，投影模组和接收模组通过沿滑槽滑动调节二者之间的距离。

进一步的，所述滑槽上标有刻度。

一种使用上述结构光参考图采集装置的结构光参考图采集方法，包括如下步骤：

(1)确定参考图尺寸、参考图拍摄距离、深度测量时的基准基线距离；

(2)根据参考图尺寸确定拍摄参考图时的各拍摄基线距离；

(3)依次调节投影、接收模组基线距离为步骤(2)中确定的各拍摄基线距离，拍摄各相应参考图；设置投影、接收模组基线距离为基准基线距离，并拍摄对应的基准参考图；

(4)以基准参考图为基准，对拍摄的各参考图进行处理，构造最终参考图。

进一步的，步骤(1)中所述根据已知的产品工作距离确定参考图尺寸，具体是确定整个工作距离范围内无深度暗角时的目标参考图尺寸。

进一步的，步骤(2)中所述根据参考图尺寸确定拍摄参考图时的各拍摄基线距离具体包括如下方法：

若发射模组在接收模组左侧，则选取的各拍摄基线距离中，

最短的基线距离需满足：参考图左边界在接收模组视场内；

最长的基线距离需满足：参考图右边界在接收模组视场内；

若发射模组在接收模组右侧，则选取的各拍摄基线距离中，

最短的基线距离需满足：参考图右边界在接收模组视场内；

最长的基线距离需满足：参考图左边界在接收模组视场内。

进一步的，所述参考图的参考图左边界、右边界具体是在参考图最远距离、最近距离处确定，方法为：

若发射模组在接收模组左侧：