本發(fā)明涉及測(cè)量技術(shù)，尤其涉及一種輪廓測(cè)量裝置及方法。

背景技術(shù)：

基于結(jié)構(gòu)光的測(cè)量方法是一種主動(dòng)式光學(xué)測(cè)量技術(shù)，其基本原理是由結(jié)構(gòu)光投射器向待測(cè)物體表面投射可控制的光點(diǎn)、光線或光面結(jié)構(gòu)，并由攝像機(jī)等獲得圖像，通過(guò)系統(tǒng)幾何關(guān)系，利用三角原理計(jì)算得到待測(cè)物體的三維坐標(biāo)。結(jié)構(gòu)光測(cè)量方法由于具有計(jì)算簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格低、大量程、便于安裝和維護(hù)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于三維輪廓測(cè)量；其中，常見(jiàn)的有點(diǎn)光源測(cè)量方法，線光源測(cè)量方法和面光源測(cè)量方法。目前，常用的為基于動(dòng)態(tài)光線的光柵測(cè)量技術(shù)，然而光柵測(cè)量技術(shù)中的光生成器通常包括光源、透鏡、光柵等，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，測(cè)量過(guò)程也較復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明提供一種輪廓測(cè)量裝置及方法，能夠簡(jiǎn)化輪廓測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)，并且簡(jiǎn)化測(cè)量過(guò)程。

本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種輪廓測(cè)量裝置，包括：

十字光源，用于向測(cè)量區(qū)域發(fā)射十字光；

圖像傳感器，用于采集所述十字光的投影圖像；

終端設(shè)備，用于根據(jù)所述投影圖像以及所述十字光源與圖像傳感器的位置關(guān)系，確定所述測(cè)量區(qū)域中的待測(cè)物體的三維輪廓。

進(jìn)一步地，所述十字光源包括十字激光器，所述十字激光器用于向通過(guò)測(cè)量區(qū)域中的待測(cè)物體投射十字光。

進(jìn)一步地，所述圖像傳感器用于實(shí)時(shí)采集所述十字光的投影圖像。

進(jìn)一步地，所述終端設(shè)備用于從所述投影圖像中獲取所述待測(cè)物體的高度信息，并根據(jù)所述高度信息以及所述十字光源與圖像傳感器的位置關(guān)系，確定所述測(cè)量區(qū)域中的待測(cè)物體的三維輪廓。

進(jìn)一步地，所述高度信息包括：第一高度信息和第二高度信息；所述第一高度信息是從所述圖像傳感器采集的、所述十字光的第一光線的第一投影圖像中獲取的；所述第二高度信息是從所述圖像傳感器采集的、所述十字光的第二光線的第二投影圖像中獲取的。

進(jìn)一步地，所述終端設(shè)備還用于在所述待測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)與所述待測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)方向平行的第一光線的第一投影圖像，確定所述待測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)速度。

進(jìn)一步地，所述終端設(shè)備還用于調(diào)節(jié)所述十字光的參數(shù)特征，所述參數(shù)特征包括：長(zhǎng)度、亮度和/或位置。

本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一種輪廓測(cè)量方法，包括：

向測(cè)量區(qū)域發(fā)射十字光；

采集所述十字光的投影圖像；

根據(jù)所述投影圖像以及所述十字光源與圖像傳感器的位置關(guān)系，確定所述測(cè)量區(qū)域中的待測(cè)物體的三維輪廓。

進(jìn)一步地，所述采集所述十字光的投影圖像包括：實(shí)時(shí)采集所述十字光的投影圖像；所述根據(jù)所述投影圖像以及所述十字光源與圖像傳感器的位置關(guān)系，確定所述測(cè)量區(qū)域中的待測(cè)物體的三維輪廓，包括：從所述投影圖像中獲取所述待測(cè)物體的高度信息，并根據(jù)所述高度信息以及所述十字光源與圖像傳感器的位置關(guān)系，確定所述測(cè)量區(qū)域中的待測(cè)物體的三維輪廓；其中，所述高度信息包括：第一高度信息和第二高度信息；所述第一高度信息是從所述圖像傳感器采集的、所述十字光的第一光線的第一投影圖像中獲取的；所述第二高度信息是從所述圖像傳感器采集的、所述十字光的第二光線的第二投影圖像中獲取的。

進(jìn)一步地，所述輪廓測(cè)量方法，還包括：在所述待測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)與所述待測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)方向平行的第一光線的第一投影圖像，確定所述待測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)速度。

本發(fā)明提供的輪廓測(cè)量裝置及方法，通過(guò)十字光源向測(cè)量區(qū)域發(fā)射十字光，通過(guò)圖像傳感器采集所述十字光的投影圖像，通過(guò)終端設(shè)備根據(jù)所述投影圖像以及所述十字光源與圖像傳感器的位置關(guān)系，確定所述測(cè)量區(qū)域中的待測(cè)物體的三維輪廓，從而根據(jù)待測(cè)物體自身的二維輪廓得到待測(cè)物體的三維輪廓，不僅簡(jiǎn)化了輪廓測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)，并且簡(jiǎn)化對(duì)待測(cè)物體的三維輪廓的測(cè)量過(guò)程。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明輪廓測(cè)量裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明輪廓測(cè)量裝置另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，100-十字光源；200-圖像傳感器；300-終端設(shè)備；400-待測(cè)物體；101-第一光線；102-第二光線。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。在不沖突的情況下，下述的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

其中，“上”、“下”、“首”、“尾”等的用語(yǔ)，是用于描述各個(gè)結(jié)構(gòu)在附圖中的相對(duì)位置關(guān)系，僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。

需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于方便描述不同的部件，而不能理解為指示或暗示順序關(guān)系、相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。

圖1為本發(fā)明輪廓測(cè)量裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)施例提供一種輪廓測(cè)量裝置，包括：

十字光源100，用于向測(cè)量區(qū)域發(fā)射十字光；

圖像傳感器200，用于采集十字光的投影圖像；

終端設(shè)備300，用于根據(jù)投影圖像以及十字光源100與圖像傳感器200的位置關(guān)系，確定測(cè)量區(qū)域中的待測(cè)物體400的三維輪廓。

具體地，測(cè)量區(qū)域可以為十字光的投射區(qū)域；本實(shí)施例對(duì)于十字光源100的具體結(jié)構(gòu)不做具體限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，只要能夠向測(cè)量區(qū)域內(nèi)的待測(cè)量的待測(cè)物體400的表面投射十字光即可；例如十字光源100可以為十字激光器。圖像傳感器200設(shè)置在攝像頭等攝像攝影裝置上，且圖像傳感器200與終端設(shè)備300通訊連接，以將圖像傳感器200采集的投影圖像傳輸給終端設(shè)備300，終端設(shè)備300可以為計(jì)算機(jī)等具備熟路處理功能的設(shè)備。

本實(shí)施例中，以圖像傳感器200設(shè)置在攝像頭為例：十字光源100與用于承載待測(cè)物體400的水平面之間具有第一預(yù)設(shè)距離，且十字光源100的中心線可以與該水平面之間具有第一預(yù)設(shè)夾角；攝像頭與該水平面之間具有第二預(yù)設(shè)距離，且該攝像頭的中心線與該水平面之間具有第二預(yù)設(shè)夾角；相應(yīng)地，十字光源100與攝像頭之間具有第三預(yù)設(shè)距離，十字光源100與攝像頭之間具有第三預(yù)設(shè)夾角，且第三預(yù)設(shè)夾角與第一預(yù)設(shè)距離、第二預(yù)設(shè)距離有關(guān)，第三預(yù)設(shè)夾角與第一預(yù)設(shè)夾角、第二預(yù)設(shè)夾角有關(guān)。本實(shí)施例對(duì)于第一預(yù)設(shè)距離、第二預(yù)設(shè)距離以及第一預(yù)設(shè)夾角、第二預(yù)設(shè)夾角不做具體限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置。

本實(shí)施例提供的一種輪廓測(cè)量裝置，通過(guò)十字光源100向測(cè)量區(qū)域發(fā)射十字光，通過(guò)圖像傳感器200采集十字光的投影圖像，通過(guò)終端設(shè)備300根據(jù)投影圖像以及十字光源100與圖像傳感器200的位置關(guān)系，確定測(cè)量區(qū)域中的待測(cè)物體400的三維輪廓，從而利用待測(cè)物體400自身的二維輪廓得到待測(cè)物體400的三維輪廓，不僅簡(jiǎn)化了輪廓測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)，并且簡(jiǎn)化對(duì)待測(cè)物體400的三維輪廓的測(cè)量過(guò)程。

進(jìn)一步地，圖像傳感器200實(shí)時(shí)采集十字光的投影圖像，以獲取連續(xù)的投影圖像，有助于提高三維輪廓的精確性。

進(jìn)一步地，終端設(shè)備300用于從投影圖像中獲取待測(cè)物體400的高度信息，并根據(jù)高度信息以及十字光源100與圖像傳感器200的位置關(guān)系，確定測(cè)量區(qū)域中的待測(cè)物體400的三維輪廓。

具體地，高度信息包括：第一高度信息和第二高度信息；第一高度信息是從圖像傳感器200采集的、十字光的第一光線101的第一投影圖像中獲取的；第二高度信息是從圖像傳感器200采集的、十字光的第二光線102的第二投影圖像中獲取的。

其中，以第一光線101的長(zhǎng)度方向?yàn)榇郎y(cè)物體400的前進(jìn)方向且為待測(cè)物體400的縱向，則第一投影圖像可以為待測(cè)物體400的縱向截面圖像，第二光線102與第一光線101垂直設(shè)置，則第二投影圖像可以為待測(cè)物體400的橫向截面圖像。十字光源100投射的第一光線101能夠測(cè)量出待測(cè)物體400的縱向截面的第一高度信息，且能夠測(cè)量出縱向截面的位置變化過(guò)程；十字光源100投射的第二光線102能夠測(cè)量出實(shí)時(shí)通過(guò)第二光線102的橫向截面的第二高度信息，也即第二光線102測(cè)量的第二高度信息是能夠隨著待測(cè)物體400的位置移動(dòng)而發(fā)生變化的。

本實(shí)施例中，當(dāng)待測(cè)物體400靜止時(shí)，對(duì)于對(duì)稱或者準(zhǔn)對(duì)稱待測(cè)物體400，也能夠根據(jù)待測(cè)物體400的第一高度信息和第二高度信息確定三維輪廓；當(dāng)待測(cè)物體400運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠根據(jù)待測(cè)物體400自身的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生連續(xù)的二維輪廓，從而得到完整的三維輪廓，有效降低了測(cè)量過(guò)程中的極端需求。

進(jìn)一步地，終端設(shè)備300還用于在待測(cè)物體400的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)與待測(cè)物體400的運(yùn)動(dòng)方向平行的第一光線101的第一投影圖像，確定待測(cè)物體400的運(yùn)動(dòng)速度。

本實(shí)施例中，第一投影圖像為待測(cè)物體400的縱向截面圖像，通過(guò)縱向截面圖像的位置變化及時(shí)間，從而確定出待測(cè)物體400的運(yùn)動(dòng)速度。

圖2為本發(fā)明輪廓測(cè)量裝置另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

請(qǐng)參照?qǐng)D2，進(jìn)一步地，終端設(shè)備300還用于調(diào)節(jié)十字光的參數(shù)特征，參數(shù)特征包括：長(zhǎng)度、亮度和/或位置。

本實(shí)施例中，終端設(shè)備300還可以與十字光源100連接，以通過(guò)終端設(shè)備300調(diào)節(jié)十字光的參數(shù)特征。其中，長(zhǎng)度可以理解為第一光線101的長(zhǎng)度和第二光線102的長(zhǎng)度，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)第一光線101的長(zhǎng)度和/或第二光線102的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，以使第二光線102的長(zhǎng)度大于待測(cè)物體400的最大橫向尺寸，并且使第一光線101大于待測(cè)物體400的縱向尺寸預(yù)設(shè)值，便于測(cè)量待測(cè)物體400的運(yùn)動(dòng)速度。亮度即為十字光的亮度，可以根據(jù)實(shí)際需要或者環(huán)境變化調(diào)整十字光的亮度，以提高圖像傳感器200采集的投影圖像的質(zhì)量，進(jìn)而有助于測(cè)量側(cè)三維輪廓的精確性。位置可以理解為十字光的投射位置。在輪廓測(cè)量裝置開(kāi)始測(cè)量之前，需要將上述參數(shù)特征設(shè)置并調(diào)試完畢。

本實(shí)施提供的輪廓測(cè)量裝置尤其適用于門(mén)閥類(lèi)的待測(cè)物體例如交通車(chē)輛等。

本實(shí)施例還提供一種輪廓測(cè)量方法，該輪廓測(cè)量方法的步驟與上述輪廓測(cè)量裝置的功能相對(duì)應(yīng)，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程可以與上述實(shí)施例類(lèi)似，此處不再贅述。輪廓測(cè)量方法，具體可以包括：

向測(cè)量區(qū)域發(fā)射十字光；

采集十字光的投影圖像；

根據(jù)投影圖像以及十字光源與圖像傳感器的位置關(guān)系，確定測(cè)量區(qū)域中的待測(cè)物體的三維輪廓。

進(jìn)一步地，采集十字光的投影圖像包括：實(shí)時(shí)采集十字光的投影圖像；

根據(jù)投影圖像以及十字光源與圖像傳感器的位置關(guān)系，確定測(cè)量區(qū)域中的待測(cè)物體的三維輪廓，包括：從投影圖像中獲取待測(cè)物體的高度信息，并根據(jù)高度信息以及十字光源與圖像傳感器的位置關(guān)系，確定測(cè)量區(qū)域中的待測(cè)物體的三維輪廓；其中，高度信息包括：第一高度信息和第二高度信息；第一高度信息是從圖像傳感器采集的、十字光的第一光線的第一投影圖像中獲取的；第二高度信息是從圖像傳感器采集的、十字光的第二光線的第二投影圖像中獲取的。

進(jìn)一步地，輪廓測(cè)量方法還包括：在待測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)與待測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)方向平行的第一光線的第一投影圖像，確定待測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)速度。

本實(shí)施例提供的一種輪廓測(cè)量方法，通過(guò)十字光源向測(cè)量區(qū)域發(fā)射十字光，通過(guò)圖像傳感器采集十字光的投影圖像，通過(guò)終端設(shè)備根據(jù)投影圖像以及十字光源與圖像傳感器的位置關(guān)系，確定測(cè)量區(qū)域中的待測(cè)物體的三維輪廓，從而根據(jù)待測(cè)物體自身的二維輪廓得到待測(cè)物體的三維輪廓，不僅簡(jiǎn)化了輪廓測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)，并且簡(jiǎn)化對(duì)待測(cè)物體的三維輪廓的測(cè)量過(guò)程。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述各實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò)程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成。前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。