[发明专利]旋转中心轴与图像采集装置相交的3D测量及获取装置

说明书

本发明属于3D测量技术领域，提供一种旋转中心轴与图像采集装置相交的3D测量装置，包括图像采集装置，用于通过图像采集装置的采集区域与目标物相对运动采集目标物一组图像；采集区域移动装置，用于驱动图像采集装置的采集区域与目标物产生相对运动；所述采集区域移动装置为转轴装置，使得图像采集装置沿一中心轴转动，所述中心轴与图像采集装置相交；处理单元，用于根据所述一组图像得到目标物的3D信息；测量单元，用于根据目标物的3D信息测量其几何尺寸。发明采用单目相机和结构更加精简，占用空间更小的采集区域移动装置。实现了采集区域和目标物的相对位置的快速变换，加快了图像获取效率，减少了移动相机产生的干扰。

技术领域

本发明涉及3D尺寸测量技术领域，特别涉及利用图片进行目标物3D采集 从而进行尺寸长度测量的技术领域。

背景技术

目前随着诸如医疗、安防、生物、零件制造等技术的对被测物的3D采集 和测量技术的要求不断提高，视觉测量在3D采集中具有实时性好等诸多优势。 目前很多3D采集和测量设备主要针对人或人的某个部位、物体或物体某个部 位进行采集，例如现有3D设备用来进行脸部3D信息采集，或进行虹膜3D信 息采集，或进行手部3D信息采集。我们所熟知的视觉测量技术包括单目测量 和多目测量，相比于多目测量，单目测量具有成本低和测量不确定度低等优势， 随着三维位姿求解的算法不断发展，单目测量得到了更广泛的应用。

但现有基于单目相机的3D图像采集方式中存在结构过于复杂，占用空间 大，使用效率低等不足，特别是针对小范围、小深度目标物3D图像采集，现 有产品中不存在快捷的采集设备和测量装置。例如现有技术中存在利用单个相 机进行3D拍摄的装置，但其需要同时使用旋转装置、轨道(平移装置)，特 别是需要直线(圆弧曲线)运动的承载平台、轨道等占用空间较大的机械结构， 需要将相机设置在空间中较远的两个位置实现图像采集和测量，使得整个装置 结构复杂。还有一些使用机器臂承载相机，实现立体空间内的任意角度、任意 位置的拍摄。这种设备虽然可采集、测量的范围比较广，但机器臂结构复杂， 控制难度较大。而结构和方法的复杂意味着可靠性会在一定程度上降低。并且 由于存在直线(曲线)运动装置或机械臂，该装置的控制和移动带来的采集和 测量不准确性也是固有的问题。

而尺寸较小且深度较小的目标物通常要求采集/测量设备体积小、可靠性 高、采集速度快，特别是其对采集范围要求较低。目前并没有任何现有技术意 识到该类型目标物采集的特殊要求，即没有任何提出该问题的动机，更没有任 何针对小范围、小深度3D点云、图像的特定的采集/测量设备和方法。

另外，现有技术中还存在一种全景图像采集技术，但这种技术是为了扩大 相机采集范围而提出的，本质依然是普通图像，并不是3D信息的采集。由于 其领域与本发明不同，且目的与本发明目的相悖(扩大采集范围而不是限定采 集范围)，因此其对本领域技术人员不具有任何动机。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决 上述问题的高效率的自转式3D信息获取装置、测量装置，比对装置，获取方 法，以及对应的目标物的配套物生成装置。

其中，本发明提供的一种旋转中心轴与图像采集装置相交的3D测量，包 括

图像采集装置，用于通过图像采集装置的采集区域与目标物相对运动采集目 标物一组图像；

采集区域移动装置，用于驱动图像采集装置的采集区域与目标物产生相对运 动；

所述采集区域移动装置为转轴装置，使得图像采集装置沿一中心轴转动，所 述中心轴与图像采集装置相交；

处理单元，用于根据所述一组图像得到目标物的3D信息；

测量单元，用于根据目标物的3D信息测量其几何尺寸。

本发明还提供了一种旋转中心轴与图像采集装置相交的，包括：