[发明专利]测量设备、测量方法和程序

权利要求书

1.一种测量设备，包括：

投影控制单元，用于使投影单元将第一光图案、第二光图案和第三光图案投影至被摄体，其中，所述第一光图案具有亮部和暗部，所述第二光图案的亮部和暗部之间的距离小于所述第一光图案的亮部和暗部之间的距离，所述第二光图案具有与所述第一光图案共同的、亮部和暗部之间的边界位置，以及通过将所述第二光图案的亮部和暗部相互反转而得到所述第三光图案；

获取单元，用于获取被投影了所述第一光图案的所述被摄体的第一拍摄图像、被投影了所述第二光图案的所述被摄体的第二拍摄图像、以及被投影了所述第三光图案的所述被摄体的第三拍摄图像；以及

计算单元，用于基于所述第二拍摄图像和所述第三拍摄图像计算所述第一拍摄图像的亮部和暗部之间的边界位置，以测量所述被摄体的位置。

2.根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于，所述第二拍摄图像和所述第三拍摄图像的亮部和暗部之间的距离是所述投影单元能够投影光图案的最小距离。

3.根据权利要求1或2所述的测量设备，其特征在于，所述第一光图案具有多个亮部和暗部，并且所述多个亮部和暗部之间的距离彼此相同。

4.根据权利要求1或2所述的测量设备，其特征在于，所述第一光图案包括格雷码图案。

5.根据权利要求1或2所述的测量设备，其特征在于，所述第一光图案包括二进制编码图案。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的测量设备，其特征在于，所述投影控制单元使所述投影单元将亮部和暗部之间的距离不同的多个第一光图案投影至所述被摄体，所述获取单元获取被投影了所述多个第一光图案的所述被摄体的多个第一拍摄图像，并且所述计算单元基于所述第二拍摄图像和所述第三拍摄图像计算所述多个第一拍摄图像的亮部和暗部之间的边界位置，以测量所述被摄体的位置。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的测量设备，其特征在于，所述计算单元设置所述第一拍摄图像和所述第二拍摄图像的上限亮度值和下限亮度值，并且在所述上限亮度值和所述下限亮度值之间的亮度范围中计算所述边界位置。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的测量设备，其特征在于，所述计算单元计算所述第三拍摄图像的亮部的中间位置，并且基于所述中间位置计算所述边界位置。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的测量设备，其特征在于，所述计算单元计算表示所述第二拍摄图像的亮度值的变化的直线与表示所述第三拍摄图像的亮度值的变化的直线的交点，作为所述边界位置。

10.一种测量设备，包括：

投影控制单元，用于使投影单元将具有亮部和暗部的第一光图案和仅具有亮部的第二光图案投影至被摄体；

获取单元，用于获取被投影了所述第一光图案的所述被摄体的第一拍摄图像、被投影了所述第二光图案的所述被摄体的第二拍摄图像、以及没有被投影任何光图案的所述被摄体的第三拍摄图像；以及

计算单元，用于基于所述第二拍摄图像和所述第三拍摄图像计算所述第一拍摄图像的亮部和暗部之间的边界位置，以测量所述被摄体的位置。

11.一种测量方法，包括以下步骤：

投影控制单元使投影单元将第一光图案、第二光图案和第三光图案投影至被摄体，其中，所述第一光图案具有亮部和暗部，所述第二光图案的亮部和暗部之间的距离小于所述第一光图案的亮部和暗部之间的距离，所述第二光图案具有与所述第一光图案共同的、亮部和暗部之间的边界位置，以及通过将所述第二光图案的亮部和暗部相互反转而得到所述第三光图案；

获取单元获取被投影了所述第一光图案的所述被摄体的第一拍摄图像、被投影了所述第二光图案的所述被摄体的第二拍摄图像、以及被投影了所述第三光图案的所述被摄体的第三拍摄图像；以及

计算单元基于所述第二拍摄图像和所述第三拍摄图像计算所述第一拍摄图像的亮部和暗部之间的边界位置，以测量所述被摄体的位置。

12.一种使计算机用作测量设备的计算机程序，其中，所述测量设备包括：

投影控制单元，用于使投影单元将第一光图案、第二光图案和第三光图案投影至被摄体，其中，所述第一光图案具有亮部和暗部，所述第二光图案的亮部和暗部之间的距离小于所述第一光图案的亮部和暗部之间的距离，所述第二光图案具有与所述第一光图案共同的、亮部和暗部之间的边界位置，以及通过将所述第二光图案的亮部和暗部相互反转而得到所述第三光图案；

获取单元，用于获取被投影了所述第一光图案的所述被摄体的第一拍摄图像、被投影了所述第二光图案的所述被摄体的第二拍摄图像、以及被投影了所述第三光图案的所述被摄体的第三拍摄图像；以及

计算单元，用于基于所述第二拍摄图像和所述第三拍摄图像计算所述第一拍摄图像的亮部和暗部之间的边界位置，以测量所述被摄体的位置。