[发明专利]基于多采集区域的虚拟矩阵式三维测量及信息采集装置

说明书

本发明提供了一种基于多采集区域的虚拟矩阵式三维测量及信息采集装置包括：图像采集装置，用于提供采集区域，采集对应图像；采集区域移动装置，用于驱动图像采集装置的采集区域移动至不同位置，形成其它采集区域，从而使得在一定时间内在空间形成多个采集区域构成的虚拟的图像采集矩阵，并且使得图像采集装置从多个采集区域获得目标物的不同方向的图像；图像处理装置，处理上述虚拟图像采集矩阵获得的图像得到目标物的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。首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，并提出通过在一定时间内形成虚拟相机矩阵的方式提高采集分辨率，分辨率可以达到像素级。

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。

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一种基于多采集区域的虚拟矩阵式三维测量及信息采集装置。

本发明提供了一种基于多采集区域的虚拟矩阵式三维测量及信息采集装置，其特征在于：包括

图像采集装置，用于提供采集区域，采集对应图像；

采集区域移动装置，用于驱动图像采集装置的采集区域移动至不同位置，形成其它采集区域，从而使得在一定时间内在空间形成多个采集区域构成的虚拟的图像采集矩阵，并且使得图像采集装置从多个采集区域获得目标物的不同方向的图像；

图像处理装置，处理上述虚拟图像采集矩阵获得的多个图像得到目标物的3D信息；

矩阵结构是由采集多个图像时图像采集装置的位置决定的，相邻三个位置满足如下条件：

图像采集装置在位置W1拍摄图片P1，移动至位置W2后拍摄图片P2，继续移动图像采集装置至W3位置，拍摄图片P3，比较图片P1、图片P2和图片P3中是否有表示目标物同一区域的部分，即P1∩P2∩P3非空，且利用多张图片合成3D时符合3D信息采集要求，则图像采集装置的位置W1、W2、W3即为符合条件。

可选的，图像采集装置在采集区域移动装置驱动下，形成二维矩阵时，采集区域移动装置包括多条轨道。

可选的，一个图像采集装置依次沿不同轨道移动。

可选的，多个图像采集装置沿不同轨道移动。

可选的，每条轨道上设置多个图像采集装置。

可选的，采集区域移动装置包括第一轨道，第二轨道，第一图像采集单元，第二图像采集单元；还包括伺服电机，可以驱动第一图像采集单元、第二图像采集单元在对应的轨道、轨道上运动。

可选的，图像采集装置在采集区域移动装置驱动下，形成二维矩阵时，采集区域移动装置包括机器臂。

可选的，采集区域移动装置为手持。