[发明专利]非静止物体的三维图像测量装置，三维图像测量方法以及三维图像测量程序

权利要求书

1.一种非静止物体的三维图像测量装置，具备：

投影单元，对测量对象物体投影图形光；

摄像单元，对被投影了所述图形光的测量对象物体进行摄像；

全局照明光投影摄影单元，形成强度值或者颜色均匀的全面投影用的图形，通过所述投影单元对测量对象物体投影所述全面投影用的图形的光即全局照明光，利用所述摄像单元对被投影了所述全局照明光的所述测量对象物体的反射光进行摄影，取得图像即全局照明反射图像；

强度调制图形光投影摄影单元，形成强度值或者颜色不同的图形，通过所述投影单元将所述强度值或者颜色不同的图形的光即强度调制图形光投影到所述测量对象物体，利用所述摄像单元对被投影了所述强度调制图形光的所述测量对象物体的反射光进行摄影，取得图像即反射图形图像；

抽出单元，从所述全局照明反射图像以及所述反射图形图像分别抽出所述测量对象物体；

运动状态推定单元，推定由该抽出单元抽出的测量对象物体的运动状态；

图像几何变形调节单元，基于由该运动状态推定单元推定的所述测量对象物体的运动状态，进行所述全局照明反射图像或者所述反射图形图像中的所述测量对象物体的图像的几何变形，使所述全局照明反射图像中的测量对象物体和所述反射图形图像中的测量对象物体的位置、姿势以及大小的偏差极小化；

投影图形光检测单元，从所述反射图形图像检测投影了所述强度调制图形光的图形光即投影图形光；

方位角算出单元，对所述全局照明反射图像中的测量对象物体和与该全局照明反射图像中的测量对象物体的位置、姿势以及大小的偏差被极小化的所述反射图形图像中的测量对象物体进行比较，算出所述投影图形光的方位角；

方位角校正单元，基于所述反射图形图像中的投影图形光的强度特性、色分布特性或者形状特性，校正所述投影图形光的方位角；

进深距离算出单元，由所述算出的方位角算出测量点的进深距离；

三维信息算出单元，根据由该进深距离算出单元算出的测量点的进深距离，算出测量对象物体的三维信息；

输出单元，输出由该三维信息算出单元算出的三维信息。

2.如权利要求1的非静止物体的三维图像测量装置，其特征在于，

所述强度调制图形光是对由不同强度值或者颜色构成的图形光的强度分布最优化的最佳强度组合图形、或者将由不同颜色的条纹状图形构成的图形光的色分布最优化的最佳彩色调制图形的光。

3.一种非静止物体的三维图像测量方法，包括：

全局照明光投影摄影步骤，形成强度值或者颜色均匀的全面投影用的图形，通过对测量对象物体投影图形光的投影单元对测量对象物体投影所述全面投影用的图形的光即全局照明光，利用摄像单元对被投影了所述全局照明光的所述测量对象物体的反射光进行摄影，取得图像即全局照明反射图像；

强度调制图形光投影摄影步骤，形成强度值或者颜色不同的图形，通过所述投影单元将所述强度值或者颜色不同的图形的光即强度调制图形光投影到所述测量对象物体，利用所述摄像单元对被投影了所述强度调制图形光的所述测量对象物体的反射光进行摄影，取得图像即反射图形图像；

抽出步骤，从所述全局照明反射图像以及所述反射图形图像分别抽出所述测量对象物体；

运动状态推定步骤，推定由该抽出步骤抽出的测量对象物体的运动状态；

图像几何变形调节步骤，基于由该运动状态推定步骤推定的所述测量对象物体的运动状态，进行所述全局照明反射图像或者所述反射图形图像中的所述测量对象物体的图像的几何变形，使所述全局照明反射图像中的测量对象物体和所述反射图形图像中的测量对象物体的位置、姿势以及大小的偏差极小化；

投影图形光检测步骤，从所述反射图形图像检测投影了所述强度调制图形光的图形光即投影图形光；

方位角算出步骤，对所述全局照明反射图像中的测量对象物体和与该全局照明反射图像中的测量对象物体的位置、姿势以及大小的偏差被极小化的所述反射图形图像中的测量对象物体进行比较，算出所述投影图形光的方位角；

方位角校正步骤，基于所述反射图形图像中的投影图形光的强度特性、色分布特性或者形状特性，校正所述投影图形光的方位角；

进深距离算出步骤，由所述算出的方位角算出测量点的进深距离；

三维信息算出步骤，根据由该进深距离算出步骤算出的测量点的进深距离，算出测量对象物体的三维信息；

输出步骤，输出由该三维信息算出步骤算出的三维信息。