[发明专利]提供三维成像的图像数据中的强度峰值位置的方法和设备

说明书

本公开至少涉及提供三维成像图像数据中的强度峰值位置的方法和设备。作为在三维成像系统(100)中进行的光三角测量的一部分，响应于光在物体上被反射之后由图像传感器(131)感测的光，提供由所述图像传感器(131)产生的图像数据中的强度峰值(305,405,505,605)的位置。设备(100,130,131,200,201,1200)被配置成获得图像数据(1101)，并确定强度峰值与第一峰值特征和第二峰值特征中的哪一个相关联(1102)。如果强度峰值与第一峰值特征相关联，那么按照第一计算算法提供所述位置，而如果强度峰值与第二峰值特征相关联，那么按照不同的第二计算算法提供所述位置(1103)。

技术领域

本文中的实施例涉及作为在三维成像系统中进行的光三角测量的一部分，响应于在光在物体上被反射之后由图像传感器感测的光，提供由所述图像传感器产生的图像数据中的强度峰值的位置的方法和设备。

背景技术

数字图像一般被定义为像素的阵列。阵列中的像素数量通常被称为分辨率。每个像素由一个或多个像素值表示，即，与一个或多个像素值相关联，所述像素值包含关于该像素位置的图像的信息。在灰度图像中，像素由描述该像素的强度的非负整数值表示。图像的位深度定义像素可以具有的值的范围。

用于工厂和物流自动化的工业视觉照相机和系统可以基于三维(3D)机器视觉，其中捕捉场景和/或物体的3D图像。3D图像指的是还包含“高度”或“深度”信息，而不像(或至少不像)传统图像那样仅以二维(2D)形式包含关于像素的信息，例如强度和/或颜色。即，图像的每个像素可包含与该像素在图像中的位置相关联，并且映射到已被成像的事物(例如物体)的位置的信息。随后可以应用处理，从3D图像中提取关于物体的特征(即物体的3D特征)的信息，并且例如转换成各种3D图像格式。关于高度的此类信息可被称为范围数据(range data)，其中范围数据从而可对应于来自被成像物体的高度测量的数据，或者换句话说，来自物体的范围或距离测量的数据。可替代地或者附加地，像素可以包含关于例如材料属性的信息，比如与光在成像区域内的散射或特定波长的光的反射相关的材料属性的信息。

从而，像素值可能例如与像素的强度和/或范围数据和/或材料属性相关。

当例如利用具有配置成一次感测一行像素地感测并提供图像数据的传感器的照相机，一次一行地扫描或提供图像的图像数据时，产生行扫描图像数据。行扫描图像的一种特殊情况是通过所谓的“片光”(例如激光线，3D三角测量)提供的图像数据。通常优选激光器，不过也可以使用能够提供“片光”的其他光源，例如，能够提供保持聚焦且不过多分散的光的光源，比如由发光二极管(LED)提供的光。

3D机器视觉系统通常基于这样的片光三角测量。在此类系统中，存在光源，所述光源用特定的光图案，比如作为所述特定光图案的片光照明物体，结果在物体上产生光或激光的线，沿所述线，可以捕捉与物体的轮廓对应的物体的3D特征。通过用这样的线扫描物体，即，进行行扫描，可以捕捉与多个轮廓对应的整个物体的3D特征。

使用片光进行三角测量的3D机器视觉系统或设备可被称为基于光(或片光)三角测量的3D成像系统或设备，或者在使用激光时，简单地称为基于激光三角测量的3D成像系统或设备。

按照惯例，为了产生基于光三角测量的3D图像，利用照相机的图像传感器捕捉来自被成像物体的反射光，并在图像数据中检测强度峰值，因为这些强度峰值出现在与被成像物体上从物体反射入射光(例如，对应于激光线)的地方对应的位置。检测到的峰值在图像中的位置将映射到物体上反射导致该峰值的光的位置。由于光实际上被反射的方式，其中即使在激光的情况下，光在从物体反射时也总会有一定程度的扩散和漫射，因此每个峰值具有高度和宽度。这意味峰值涉及图像中例如沿着图像中的某个方向(诸如沿着像素的列)连续出现的多个像素。

为了找出图像中峰值的位置，通常应用一种作用于图像数据的算法，该算法一般例如利用重心算法或类似算法通过找出与峰值的中心对应的位置来提供峰值位置。