CN107014810A - 一种多频率特征结构光阵列分频处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多频率特征结构光阵列分频处理系统及方法，其系统包括多频率特征结构光阵列发射模块、影像分频采集模块和影像识别处理模块，所述多频率特征结构光阵列发射模块，其用于以阵列的形式发射多种不同频率特征结构光；所述影像分频采集模块，其用于分频获取被测物体在多种不同频率特征结构光的照射下的分频影像；所述影像识别处理模块，其用于对分频影像进行识别处理，并输出识别处理结果。本发明可以一次性完成不同频率特征结构光下的视觉检测，检测精度高，且时间、空间和材料上占用资源小。

Description

一种多频率特征结构光阵列分频处理系统及方法

技术领域

本发明涉及视觉检测领域，具体涉及一种多频率特征结构光阵列分频处理系统及方法。

背景技术

不同种类的视觉检测系统均可以利用不同结构光光源，结构光光源包括但不限于背光光源，点光源，线光源，网格线光源，网格点光源，随机点光源，漫射光源和不同光源组合;在现有技术中，通常是通过构筑针对不同结构光的多套检测系统分多次进行检测，这种方法的局限在于多次检测在时间空间上有一定间隔，多个系统间需要对结果进行异步协调，多次检测的结果可能不能精确匹配，同时在时间、空间和材料上都会占用更多的资源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多频率特征结构光阵列分频处理系统及方法，可以一次性完成不同频率特征结构光下的视觉检测，检测精度高，且时间、空间和材料上占用资源小。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多频率特征结构光阵列分频处理系统。

包括多频率特征结构光阵列发射模块、影像分频采集模块和影像识别处理模块。

所述多频率特征结构光阵列发射模块，其用于以阵列的形式发射多种不同频率特征结构光。

所述影像分频采集模块，其用于分频获取被测物体在多种不同频率特征结构光的照射下的分频影像。

所述影像识别处理模块，其用于对分频影像进行识别处理，并输出识别处理结果。

本发明的有益效果是：本发明一种多频率特征结构光阵列分频处理系统利用影像分频采集模块获取被测物体在多种不同频率特征结构光的照射下的影像，然后通过影像识别处理模块对多种不同频率特征结构光照射下的被测物体的影像进行处理，得出处理结果，可以一次性完成不同频率特征结构光下的视觉检测，检测精度高，且时间、空间和材料上占用资源小。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，还包括多频率特征结构光阵列分频控制模块，所述多频率特征结构光阵列分频控制模块用于分别独立控制所述多频率特征结构光阵列发射模块发射出的多种不同频率特征结构光的频率特性。

采用上述进一步方案的有益效果是：多频率特征结构光阵列分频控制模块可以分别独立控制所述多频率特征结构光阵列发射模块发射出的多种不同频率特征结构光的频率特性，使结构光更具环境适应性，进一步提高检测精度。

进一步，还包括具有移动功能的搭载平台，所述搭载平台用于搭载所述多频率特征结构光阵列发射模块、影像分频采集模块、影像识别处理模块和多频率特征结构光阵列分频控制模块。

采用上述进一步方案的有益效果是：搭载平台可以是具有移动功能的载物台或传送带等传送机构，使得利用本发明的系统进行视觉检测更加便利。

进一步，所述影像分频采集模块中设有多个分别对多种不同频率特征结构光相对敏感的感光元件，所述影像分频采集模块通过多个所述感光元件对应获取多种不同频率特征结构光照射下的被测物体的影像。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过多个所述感光元件对应获取多种不同频率特征结构光照射下的被测物体的影像，使得影像分频采集模块一次可以获取被测物体在多种不同频率特征结构光的照射下的影像成为可能。

进一步，所述被测物体的影像为在多种不同频率特征结构光照射下被测物体表面反射或折射形成的影像，或为在多种不同频率特征结构光照射下将被测物体作为背景。

进一步，所述影像分频采集模块通过约定的数据结构将多种不同频率特征结构光照射下的被测物体的影像传送给所述影像识别处理模块。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用约定的数据结构进行影像传输，可以保证准确、有秩序的进行影像传输。

基于上述一种多频率特征结构光阵列分频处理系统，本发明还提供一种多频率特征结构光阵列分频处理方法。

一种多频率特征结构光阵列分频处理方法，包括以下步骤，

S1，以阵列的形式发射多种不同频率特征结构光。

S2，分频获取被测物体在多种不同频率特征结构光的照射下的分频影像。

S3，对分频影像进行识别处理，并输出识别处理结果。

本发明的有益效果是：在本发明一种多频率特征结构光阵列分频处理方法中，通过获取被测物体在多种不同频率特征结构光的照射下的影像，然后进行多种不同频率特征结构光照射下的被测物体的影像进行处理，得出处理结果，可以一次性完成不同频率特征结构光下的视觉检测，检测精度高，且时间、空间和材料上占用资源小。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，在S1中，还包括分别对多种不同频率特征结构光的频率特性进行独立控制的步骤。

采用上述进一步方案的有益效果是：分别独立控制所述多频率特征结构光阵列发射模块发射出的多种不同频率特征结构光的频率特性，使结构光更具环境适应性，进一步提高检测精度。

进一步，S3中进行影像识别处理具体为分离或整合处理。

所述分离处理为，在多种频率特征结构光照射下，独立提取其中一种频率特征结构光下被测物体的影像并进行处理。

所述整合处理为，多种频率特征的结构光照射下，同时提取其中两种或两种以上频率特征结构光下被测物体的影像并进行处理。

附图说明

图1为本发明一种多频率特征结构光阵列分频处理系统的整体结构框图。

图2为本发明一种多频率特征结构光阵列分频处理系统的具体结构框图。

图3为本发明多频率特征结构光阵列分频处理系统中以两个率特征为例进行分频处理的框图。

图4为本发明多频率特征结构光阵列分频处理方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种多频率特征结构光阵列分频处理系统，包括多频率特征结构光阵列发射模块、影像分频采集模块和影像识别处理模块，所述多频率特征结构光阵列发射模块，其用于以阵列的形式发射多种不同频率特征结构光；所述影像分频采集模块，其用于分频获取被测物体在多种不同频率特征结构光的照射下的分频影像；所述影像识别处理模块，其用于对分频影像进行识别处理，并输出识别处理结果。

本发明的系统还包括多频率特征结构光阵列分频控制模块，所述多频率特征结构光阵列分频控制模块用于分别独立控制所述多频率特征结构光阵列发射模块发射出的多种不同频率特征结构光的频率特性。其中结构光频率特性包括但不限于结构光的强度和光强在空间上的分布结构；光强在空间上的分布结构包括物体背景照明，分区照明，点照明，线照明，网格线照明，网格点照明，漫射照明和不同照明方式的混合。多频率特征结构光阵列分频控制模块可以分别独立控制所述多频率特征结构光阵列发射模块发射出的多种不同频率特征结构光的频率特性，使结构光更具环境适应性，进一步提高检测精度。

本发明的系统还包括具有移动功能的搭载平台，所述搭载平台用于搭载所述多频率特征结构光阵列发射模块、影像分频采集模块、影像识别处理模块和多频率特征结构光阵列分频控制模块；其中，搭载平台可以是具有移动功能的载物台或传送带等传送机构，使得利用本发明的系统进行视觉检测更加便利。

具体的，如图2所示：在多频率特征结构光阵列发射模块中，可以发射第1频率特征结构光、第2频率特征结构光、第3频率特征结构光……和第n频率特征结构光；在影像分频采集模块中，利用第1频率特征感光元件、第2频率特征感光元件、第3频率特征感光元件……和第n频率特征感光元件分别对多频率特征结构光阵列发射模块中发射的第1频率特征结构光、第2频率特征结构光、第3频率特征结构光……和第n频率特征结构光经过被测物体反射后的分频影像进行分频采集。

所述影像分频采集模块中设有多个分别对多种不同频率特征结构光相对敏感的感光元件，所述影像分频采集模块通过多个所述感光元件对应获取多种不同频率特征结构光照射下的被测物体的影像；其中影像分频采集模块中对不同频率特征的结构光相对敏感的感光元件是指：在光强相当的情况下，感光元件对其敏感的频率特征结构光发出的光的输出强度比非敏感频率特征结构光发出的光的输出强度大50%以上；具体的，以两种频率特征为例，感光元件一对光源一产生的结构光的频率特征一敏感，感光元件二对光源二产生的结构光的频率特征二敏感，在频率特征一和频率特征二各自光强相当的情况下，感光元件一对频率特征一的结构光的输出强度比对频率特征二的结构光的输出强度大50%以上，感光元件二对频率特征二的结构光的输出强度比对频率特征一的结构光的输出强度大50%以上。

所述被测物体的影像为在多种不同频率特征结构光照射下被测物体表面反射或折射形成的影像，或为在多种不同频率特征结构光照射下将被测物体作为背景。

所述影像分频采集模块通过约定的数据结构将多种不同频率特征结构光照射下的被测物体的影像传送给所述影像识别处理模块。

所述约定的数据结构包括所有频率特征结构光下的影像信息及可以独立提取对应各个频率特征结构光下的影像所需的信息；采用约定的数据结构进行影像传输，可以保证准确、有秩序的进行影像传输。

在本具体实施例中，如图3所示，以两个率特征为例进行分频处理，其中：100代表多频率特征结构光阵列分频控制模块，多频率特征结构光阵列分频控制模块具体可以为结构光阵列控制器，结构光阵列控制器可以包括数字驱动器；201代表多频率特征结构光阵列发射模块中的第一频率特征结构光源，202代表多频率特征结构光阵列发射模块中的第二频率特征结构光光源；300代表被测物体；401代表第一频率特征感光元件，402代表第二频率特征感光元件；500代表影像识别处理模块；第一频率特征结构光源201和第二频率特征结构光源202配置为分别产生第一频率特征结构光和第二频率特征结构光；第一频率特征结构光和第二频率特征结构光经过被测物体300，产生第一频率特征结构光和第二频率特征结构光所对应的反射光；第一频率特征结构光和第二频率特征结构光所对应的反射光由影像分频采集模块中分别对第一频率特征结构光和第二频率特征结构光相对敏感的第一频率特征感光元件401和第二频率特征感光元件402获取, 并通过约定的数据结构传送给影像识别处理装置500；所述的影像识别处理装置获得所述的影像信息后可以对不同频率特征的结构光下的影像进行分离或整合的处理并输出处理结果。

本发明一种多频率特征结构光阵列分频处理系统利用影像分频采集模块获取被测物体在多种不同频率特征结构光的照射下的影像，然后通过影像识别处理模块对多种不同频率特征结构光照射下的被测物体的影像进行处理，得出处理结果，可以一次性完成不同频率特征结构光下的视觉检测，检测精度高，且时间、空间和材料上占用资源小。

基于上述一种多频率特征结构光阵列分频处理系统，本发明还提供一种多频率特征结构光阵列分频处理方法。

如图4所示，一种多频率特征结构光阵列分频处理方法，包括以下步骤，

S1，以阵列的形式发射多种不同频率特征结构光。

S2，分频获取被测物体在多种不同频率特征结构光的照射下的分频影像。

S3，对分频影像进行识别处理，并输出识别处理结果。

其中：在S1中，还包括分别对多种不同频率特征结构光的频率特性进行独立控制的步骤；分别独立控制所述多频率特征结构光阵列发射模块发射出的多种不同频率特征结构光的频率特性，使结构光更具环境适应性，进一步提高检测精度。

S3中进行影像识别处理具体为分离或整合处理；所述分离处理为，在多种频率特征结构光照射下，独立提取其中一种频率特征结构光下被测物体的影像并进行处理；所述整合处理为，多种频率特征的结构光照射下，同时提取其中两种或两种以上频率特征结构光下被测物体的影像并进行处理。

在本发明一种多频率特征结构光阵列分频处理方法中，通过获取被测物体在多种不同频率特征结构光的照射下的影像，然后进行多种不同频率特征结构光照射下的被测物体的影像进行处理，得出处理结果，可以一次性完成不同频率特征结构光下的视觉检测，检测精度高，且时间、空间和材料上占用资源小。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多频率特征结构光阵列分频处理系统，其特征在于：包括多频率特征结构光阵列发射模块、影像分频采集模块和影像识别处理模块，

所述多频率特征结构光阵列发射模块，其用于以阵列的形式发射多种不同频率特征结构光；

所述影像分频采集模块，其用于分频获取被测物体在多种不同频率特征结构光的照射下的分频影像；

所述影像识别处理模块，其用于对分频影像进行识别处理，并输出识别处理结果。

2.根据权利要求1所述的一种多频率特征结构光阵列分频处理系统，其特征在于：还包括多频率特征结构光阵列分频控制模块，所述多频率特征结构光阵列分频控制模块用于分别独立控制所述多频率特征结构光阵列发射模块发射出的多种不同频率特征结构光的频率特性。

3.根据权利要求2所述的一种多频率特征结构光阵列分频处理系统，其特征在于：还包括具有移动功能的搭载平台，所述搭载平台用于搭载所述多频率特征结构光阵列发射模块、影像分频采集模块、影像识别处理模块和多频率特征结构光阵列分频控制模块。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种多频率特征结构光阵列分频处理系统，其特征在于：所述影像分频采集模块中设有多个分别对多种不同频率特征结构光相对敏感的感光元件，所述影像分频采集模块通过多个所述感光元件对应获取多种不同频率特征结构光照射下的被测物体的影像。

5.根据权利要求1至3任一项所述的一种多频率特征结构光阵列分频处理系统，其特征在于：所述被测物体的影像为在多种不同频率特征结构光照射下被测物体表面反射或折射形成的影像，或为在多种不同频率特征结构光照射下将被测物体作为背景。

6.根据权利要求1至3任一项所述的一种多频率特征结构光阵列分频处理系统，其特征在于：所述影像分频采集模块通过约定的数据结构将多种不同频率特征结构光照射下的被测物体的影像传送给所述影像识别处理模块。

7.一种多频率特征结构光阵列分频处理方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1，以阵列的形式发射多种不同频率特征结构光；

S2，分频获取被测物体在多种不同频率特征结构光的照射下的分频影像；

S3，对分频影像进行识别处理，并输出识别处理结果。

8.根据权利要求7所述的一种多频率特征结构光阵列分频处理方法，其特征在于：在S1中，还包括分别对多种不同频率特征结构光的频率特性进行独立控制的步骤。

9.根据权利要求7或8所述的一种多频率特征结构光阵列分频处理方法，其特征在于：S3中进行影像识别处理具体为分离或整合处理；

所述分离处理为，在多种频率特征结构光照射下，独立提取其中一种频率特征结构光下被测物体的影像并进行处理；

所述整合处理为，多种频率特征的结构光照射下，同时提取其中两种或两种以上频率特征结构光下被测物体的影像并进行处理。