[发明专利]一种基于空间光调制器的3D测量及获取装置

说明书

本发明提供了一种基于空间光调制器的3D测量装置及相关装置，其中测量装置包括：图像采集装置，用于采集图像；空间光调制器，用于接收目标物的不同方向的光线，从而将目标物不同区域的图像传输至图像采集装置的不同区域；图像处理装置，处理上述图像采集装置获得的多个图像得到目标物的3D信息；测量装置，根据目标物的3D信息测量目标物的几何尺寸。次注意到并提出由于相机体积导致多相机矩阵采集分辨率较低的技术问题，并提出通过利用光调制器接收目标物的不同方向的光线，从而将目标物不同区域的图像传输至图像采集装置的不同区域，减少体积，提高3D测量/合成分辨率。

技术领域

本发明涉及物体3D测量技术领域，特别涉及利用图片进行目标物3D采集和长度等几何尺寸测量技术领域。

背景技术

目前3D采集/测量设备主要针对某一特定物，在物体确定后，通过多台相机同时采集物体多张照片，从而合成物体的3D图像，并利用3D点云数据进行物体长度、轮廓等测量。

然而，使用多台相机导致整个装置体积巨大。并且由于目前相机本身镜头、机身的尺寸固定，相邻相机之间的间距存在极限值(由相机几何尺寸决定)。在这种情况下，多台相机采集的间隔较大，从而使得最终得到的3D点云或图像合成效果差，且测量精度受到影响。目前解决这一问题必须将多个相机远离目标物。但如果目标物较小，这样会导致目标物在图像中的占比较小，使得图像中目标物的分辨率较低，同样会影响3D合成和测量。因此，在上述情况下还要使用长焦镜头拍照，从而使得相机采集区域间隔更加密集。然而这样增加了对镜头的要求和成本，且长焦镜头拍摄时对相机快门、周围光线要求较高。综上所述，多台相机组成的相机矩阵体积大，分辨率低，对相机要求高。

特别是，目前还没有利用多个图像进行3D合成从而对微小物体3D成像、3D测量的有效手段。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的3D测量及信息获取装置。

本发明提供了一种基于空间光调制器的3D测量装置，包括

图像采集装置，用于采集图像；

空间光调制器，用于接收目标物的不同方向的光线，从而将目标物不同区域的图像传输至图像采集装置的不同区域；

图像处理装置，处理上述图像采集装置获得的多个图像得到目标物的3D信息；

测量装置，根据目标物的3D信息测量目标物的几何尺寸。

本发明还提供了一种基于空间光调制器的3D信息获取装置：包括

图像采集装置，用于采集多个图像；

空间光调制器，用于接收目标物的不同方向的光线，从而将目标物不同区域的图像传输至图像采集装置的不同区域；

图像处理装置，处理上述图像采集装置获得的多个图像得到目标物的3D信息。

可选的：空间光调制器相邻两个光学结构的光轴夹角满足

H*(1-cosb)＝L*sin2b；

a＝m*b；

0<m<0.8；

其中L为图像采集装置到目标物的距离，H为采集到的图像中目标物实际尺寸，a为空间光调制器相邻两个光学结构的光轴夹角，m为系数。

可选的：空间光调制器相邻三个光学结构采集的三个图像至少均存在表示目标物同一区域的部分。

可选的：所述图像采集装置包括一个或多个图像采集单元。

可选的：所述空间光调制器为透射镜阵列或反射镜阵列。