[发明专利]用于三维轮廓的非接触检测装置及方法

权利要求书

1.一种用于三维轮廓的非接触检测装置，包括：一投影仪，具有图像生成元件(1)和投影镜头(2)，该投影仪用于将所述图像生成元件(1)上产生的条纹图案成像在一物体空间(3)内；以及一摄像装置，包括两个摄像镜头(4)，用于从两个不同方向观察所述物体空间(3)；所述投影仪和所述摄像装置一起被容置于一个能够被用作手持装置的测量头中，

其中，所述摄像装置具有用于两个摄像镜头(4)的普通摄像芯片(5)，每个摄像镜头(4)在各自的半个摄像芯片(5)上产生图像，

其中，所述两个摄像镜头(4)中的每个摄像镜头的光束路径中均分别放置至少一个第一光束倾斜的镜子(6)和至少一个第二光束倾斜的镜子(6′)，所述摄像镜头(4)的所有镜头置于这些光束倾斜的镜子(6，6’)的物体侧上，两个所述摄像镜头(4)各自光束路径中的所述第一光束倾斜的镜子(6)分别置于用于调整的可更换滑道上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述两个摄像镜头(4)具有涵盖5°和20°之间的角度的光轴。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述两个摄像镜头(4)具有相对于所述投影镜头(2)的光轴所在的平面镜面对称设置的光轴。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述摄像镜头(4)和/或所述投影镜头(2)被设计为具有7cm至13cm之间的物体侧截面宽度。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于为所述投影仪提供一光源，从该光源发出的用于透射和反射的光能够由图像生成元件(1)进行强度调制。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述光源容置于所述测量头中，或经由一光导(10)与所述测量头相连。 

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述装置还包括一控制估算单元，用于驱动图像生成元件(1)并用于估算由所述摄像装置产生的图像数据；

该控制估算单元采用编程技术安装，

-以便在图像生成元件(1)上产生至少一个条纹图案，且还

-以便估算相位值的轨迹，该相位值是采用摄像装置沿两个摄像镜头(4)的图像平面中彼此对应的片断线条关于恒定性而确定的，

-以便将片断线条分割为恒定相位轨迹的间隔，

-以便识别在彼此对应的片断线条中的彼此对应的间隔，

-以便识别在彼此识别为相关的间隔内的相同相位值的彼此对应的像点，以及

-以便基于所识别的像点对物点进行三角测量，所述像点与该物点相对应且彼此相关。

8.一种用于三维轮廓的非接触检测方法，其中投影至少一个条纹图案到物体上，采用以彼此相对的限定的空间设置的两个摄像镜头(4)，通过具有用于两个摄像镜头(4)的普通摄像芯片(5)，从两个不同的方向记录具有投影在其上的条纹图案的物体的两个图像，每个摄像镜头(4)在各自的半个摄像芯片(5)上产生图像，其中，所述两个摄像镜头(4)中的每个摄像镜头的光束路径中均分别放置至少一个第一光束倾斜的镜子(6)和至少一个第二光束倾斜的镜子(6′)，所述摄像镜头(4)的所有镜头置于这些光束倾斜的镜子(6，6’)的物体侧上，两个所述摄像镜头(4)各自光束路径中的所述第一光束倾斜的镜子(6)分别置于用于调整的可更换滑道上，并且其中，为两个图像中的像点确定条纹图案的相位值；

随后，采用基于两个图像中各自彼此对应的像点的三角测量，确定对应于这些像点的物点的深度信息，其中为了确定两个图像中的彼此对应的像点， 

-选择两个图像中的多对各自彼此对应的片断线条，

-对沿所述片断线条确定的相位值关于恒定性进行估算，并且

-所述片断线条被分割为恒定相位轨迹的间隔，

-随后，识别彼此对应的片断线条中的彼此对应的间隔，并在该彼此对应的间隔中，彼此分配相同相位值的点。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于将多个交互相移条纹图案的序列顺次投影到所述物体上，且被记录以确定相位值。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于将具有不同朝向的条纹的至少一个另外的条纹图案以瞬时偏移方式投影到所述物体上，并且估算该另外的条纹图案的相位值以便识别两个图像中彼此对应的像点。