[发明专利]目标的三维指压迹和可视化

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求下列权益：在35U.S.C.§119(c)条件下的于2012年10月17日提交的名称为“Three-DimensionalDigitalImpressionandVisualizationofObjectsThroughaClearElastomer”的美国临时申请No.61/714,762，通过引用方式将其内容并入本文中。

发明的技术领域

本发明大体上涉及通过与被测量目标的形状相符合的透明弹性体来获取刚性目标或可变形目标的指压迹(digitalimpression)以及使其可视化。

背景技术

名称为“TactileSensorUsingElastomericImaging”、申请日为2009年6月19日、公开日为2013年4月2日的美国专利8,411,140(通过引用方式并入此处)公开了一种触觉传感器，其包括感光结构、能够传递图像的大块弹性体、以及覆盖所述大块弹性体的反射膜(在专利中被称为“皮肤”)。反射膜由一个或多个光源通过大块弹性体来照明，并且具有从该大块弹性体内将入射在反射膜上的光进行反射的粒子。响应于通过接触反射膜的实体来施加的压力，反射膜在几何结构上进行了改变，其中，几何结构变化在膜的曲面法线上引起局部变化，并且在感光结构的方向上、在从反射膜反射的光的量上引起相关的局部变化。感光结构以图像形式接收反射光的一部分，其中，图像表示产生压力的实体的一个或多个特征。

发明内容

本申请提供了用于通过弹性体的目标的三维指压迹和可视化的方法和系统。

在本发明一个方面的条件下，估计用于成像系统的光学校正参数的方法包括提供具有图像捕捉系统的光学传感器系统、照明源和实质上光学透明弹性体。所述弹性体具有面向所述图像捕捉系统的第一表面以及背向所述图像捕捉系统的第二表面。所述图像捕捉系统具有通过所述弹性体的第二表面的多个视图。所述方法还包括将已知表面形貌的目标按压抵靠所述弹性体的第二表面，以使得所述表面形貌的特征通过预定距离相对所述弹性体的第二表面来布置并且利用所述图像捕捉系统通过所述弹性体对所述目标的表面形貌的多个视图进行成像。所述方法还包括基于所述目标的表面形貌的多个视图来估计所述目标的至少一部分的三维模型并且基于所述目标的已知表面形貌和估计出的三维模型来估计光学校正参数。所述光学校正参数校正所述估计出的三维模型中的扭曲以更佳地使估计出的三维模型与已知表面形貌相匹配。

在本发明另一方面的条件下，估计所述光学校正参数包括将从所述多个视图估计的三维特征的扭曲的测量结果映射到来自已知表面形貌的三维特征的已知测量结果。

在本发明进一步的方面的条件下，所述方法还包括通过使用被定位为距所述图像捕捉系统已知距离的对象图像来建立参考特征并且使用所述参考特征来确定所述预定距离。

仍然在本发明另一方面的条件下，一种对目标的表面形状和表面形貌中的至少一个可视化的方法包括提供具有图像捕捉系统的光学传感器系统、照明源和实质上光学透明弹性体，其中，所述弹性体具有面向所述图像捕捉系统的第一表面以及背向所述图像捕捉系统的第二表面。所述图像捕捉系统具有通过所述弹性体的第二表面的多个视图。所述方法还包括将对齐目标提供在所述弹性体的第二表面上，其中所述对齐目标具有表面特征，并且利用所述图像捕捉系统通过所述弹性体对所述对齐目标的表面特征的多个视图进行成像。所述方法还包括估计转换参数的集合，所述转换参数使所述多个视图的图像对齐。所述方法还包括将待被可视化的目标按压到所述弹性体的第二表面中并且利用所述图像捕捉系统通过所述弹性体对所述待被可视化的目标的表面形状和表面形貌中的至少一个的多个视图进行成像。所述方法还包括将估计出的所述转换参数的集合施加到所述多个视图的图像以创建多个转换图像并且将所述转换图像的至少两个显示为立体图像对。

在本发明进一步的方面的条件下，当所述弹性体的第二表面上的对齐目标的表面与所述第二表面接触时，所述弹性体的第二表面上的对齐目标的表面是实质上平坦的并且包括对齐图像。

附图说明

专利或申请文件包含以彩色实施的至少一个附图。当请求并支付了必要的费用时，具有彩色附图的这个专利或专利申请公开的副本将由专利局来进行提供。

图1示出了根据本发明实施例的多视图、三维成像系统。

图2示出了根据本发明实施例的具有光提取特征的边缘照亮(edgelit)的玻璃板。