CN109141293A - 基于结构光的物体测量方法及电子设备 - Google Patents

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CN109141293A CN201810895586.0A CN201810895586A CN109141293A CN 109141293 A CN109141293 A CN 109141293A CN 201810895586 A CN201810895586 A CN 201810895586A CN 109141293 A CN109141293 A CN 109141293A
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes

Abstract

本发明涉及测量技术领域，特别是涉及一种基于结构光的物体测量方法及电子设备。基于结构光的物体测量方法应用于电子设备，该方法包括：获取投影图像，投影图像为结构光投影至物体对应的图像，结构光包括按照预设次序排列的若干条条纹图案；根据投影图像，确定投影并覆盖物体边缘的边缘条纹图案的宽度以及与边缘条纹图案相邻的相邻条纹图案在结构光的图案位置；根据边缘条纹图案的宽度、相邻条纹图案在结构光的图案位置以及扫描角公式，测量出物体的扫描角度。测量物体的位置时，电子设备向物体投影结构光，其测量速度快，无需带动光学组件旋转，相对而言，其降低了机械运动带来的测量误差，测量可靠。

Description

基于结构光的物体测量方法及电子设备
技术领域
本发明涉及测量技术领域，特别是涉及一种基于结构光的物体测量 方法及电子设备。
背景技术
扫地机器人广泛应用于家庭室内，其能够感知周围环境，自主导航， 躲避障碍物，按照规划的路线，自主地展开清洁工作。
扫地机器人避障时，需要测量障碍物的具体位置，例如，传统技术 使用激光测距，具体的，激光测距装置包括激光发射器、机械驱动机构 及图像采集装置，机械驱动机构带动激光发射器扫描前方环境，图像采 集装置采集返回激光线，根据返回的激光线分析障碍物与激光测距装置 之间的距离。
发明人在实现本发明的过程中，发现传统技术至少存在以下问题： 传统方式的测量速度受限于机械驱动机构，测量精度容易受到机械运动 参数的干扰。
发明内容
本发明实施例一个目的旨在提供一种基于结构光的物体测量方法 及电子设备，其测量可靠。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：
在第一方面，本发明实施例提供一种基于结构光的物体测量方法， 应用于电子设备，所述方法包括：
获取投影图像，所述投影图像为所述结构光投影至所述物体对应的 图像，其中，所述结构光包括按照预设次序排列的若干条条纹图案；
根据所述投影图像，确定投影并覆盖所述物体边缘的边缘条纹图案 的宽度以及与所述边缘条纹图案相邻的相邻条纹图案在所述结构光的 图案位置；
根据所述边缘条纹图案的宽度、所述相邻条纹图案在所述结构光的 图案位置以及扫描角公式，测量出所述物体的扫描角度。
可选地，所述结构光包括按照预设次序排列并且亮暗相间的亮条纹 图案与暗条纹图案，所述相邻条纹图案包括相邻亮条纹图案与相邻暗条 纹图案；
所述确定与所述边缘条纹图案相邻的相邻条纹图案在所述结构光 的图案位置，包括：
计算出所述相邻亮条纹图案的宽度与相邻暗条纹图案的宽度之间 的相邻宽度比例；
根据所述结构光中任意相邻的亮条纹图案与暗条纹图案之间的预 设宽度比例以及所述相邻宽度比例，遍历出所述相邻亮条纹图案或所述 相邻暗条纹图案在所述结构光的图案位置。
可选地，所述根据所述结构光中任意相邻的亮条纹图案与暗条纹图 案之间的预设宽度比例以及所述相邻宽度比例，遍历出所述相邻亮条纹 图案或所述相邻暗条纹图案在所述结构光的图案位置，包括：
求取所述相邻宽度比例与所述结构光中任意相邻的亮条纹图案与 暗条纹图案之间的预设宽度比例之间的差值的绝对值；
从若干个所述绝对值中遍历出最小绝对值；
确定所述最小绝对值对应的目标条纹图案及所述目标条纹图案在 所述结构光的图案位置；
选择所述目标条纹图案在所述结构光的图案位置作为所述相邻亮 条纹图案或所述相邻暗条纹图案在所述结构光的图案位置。
可选地，所述预设宽度比例包括：
其中，αn-1,n为第n-1暗条纹图案宽度与第n亮条纹图案宽度的比例， αn,n为第n亮条纹图案宽度与第n暗条纹图案宽度的比例，q为暗条纹图 案宽度的比例系数，p为亮条纹图案宽度的比例系数，u为第一亮条纹 图案宽度，v为第一暗条纹图案宽度，n为正整数；
所述相邻宽度比例包括：
其中，αt为相邻亮条纹图案宽度比相邻暗条纹图案宽度的比值，αtr为相邻暗条纹图案宽度比相邻亮条纹图案宽度的比值，ut为相邻亮条纹 图案的宽度，vt为相邻暗条纹图案的宽度。
可选地，所述确定所述最小绝对值对应的目标条纹图案及所述目标 条纹图案在所述结构光的图案位置，包括：
计算出所述结构光中每相邻的亮条纹图案与暗条纹图案之间的预 设宽度比例；
建立每个预设宽度比例、与所述预设宽度比例对应的亮条纹图案与 暗条纹图案在所述结构光的各自图案位置之间的关联表；
根据所述最小绝对值对应的目标条纹图案，从所述关联表中遍历出 所述目标条纹图案在所述结构光的图案位置。
可选地，所述方法还包括：
构建亮条纹图案扫描表与暗条纹图案扫描表，其中，所述亮条纹图 案扫描表包括若干亮条纹图案在所述结构光的顺序、起始位置、宽度、 起始角度及终止角度，所述暗条纹图案扫描表包括若干暗条纹图案在所 述结构光的顺序、起始位置、宽度、起始角度及终止角度。
可选地，所述根据所述边缘条纹图案的宽度、所述相邻条纹图案在 所述结构光的图案位置以及扫描角公式，测量出所述物体的扫描角度， 包括：
根据扫描角公式：
结合所述边缘条纹图案的宽度与所述相邻条纹图案在所述结构光 的图案位置，测量出所述物体的扫描角度；
其中，θ为所述物体的扫描角度，fov为光源角度范围，width为所 述结构光的条纹图案总宽度，posn为条纹图案在所述结构光的起始位置， wt为投影并覆盖所述物体边缘的边缘条纹图案的宽度。
可选地，所述结构光按照预设编码方式产生的；
所述确定与所述边缘条纹图案相邻的相邻条纹图案在所述结构光 的图案位置，包括：
确定与所述边缘条纹图案相邻的相邻条纹图案；
选择与所述相邻条纹图案的形状相匹配的编码形状；
选择所述编码形状的编码位置作为所述相邻条纹图案在所述结构 光的图案位置。
可选地，所述预设编码方式包括格雷码编码方式。
可选地，所述物体的扫描角度包括与所述物体两相对侧对应的第一 扫描角度与第二扫描角度。
可选地，所述方法还包括：
计算所述物体与所述电子设备之间的距离。
可选地，所述电子设备包括光学组件与成像单元；
所述计算所述物体与所述电子设备之间的距离，包括：
获取投射并覆盖所述物体的条纹图案的中心点与成像单元的中心 点之间的第一距离、光学组件中心点与成像面的中心点之间的第二距离 以及所述成像单元的焦距；
根据所述第一距离、所述第二距离及所述成像单元的焦距，计算出 所述物体与所述电子设备之间的距离。
在第二方面，本发明实施例提供一种基于结构光的物体测量装置， 应用于电子设备，所述装置包括：
获取模块，用于获取投影图像，所述投影图像为所述结构光投影至 所述物体对应的图像，其中，所述结构光包括按照预设次序排列的若干 条条纹图案；
确定模块，用于根据所述投影图像，确定投影并覆盖所述物体边缘 的边缘条纹图案的宽度以及与所述边缘条纹图案相邻的相邻条纹图案 在所述结构光的图案位置；
测量模块，用于根据所述边缘条纹图案的宽度、所述相邻条纹图案 在所述结构光的图案位置以及扫描角公式，测量出所述物体的扫描角 度。
可选地，所述结构光包括按照预设次序排列并且亮暗相间的亮条纹 图案与暗条纹图案，所述相邻条纹图案包括相邻亮条纹图案与相邻暗条 纹图案；
所述确定模块包括：
第一计算单元，用于计算出所述相邻亮条纹图案的宽度与相邻暗条 纹图案的宽度之间的相邻宽度比例；
遍历单元，用于根据所述结构光中任意相邻的亮条纹图案与暗条纹 图案之间的预设宽度比例以及所述相邻宽度比例，遍历出所述相邻亮条 纹图案或所述相邻暗条纹图案在所述结构光的图案位置。
可选地，所述遍历单元包括：
求取子单元，用于求取所述相邻宽度比例与所述结构光中任意相邻 的亮条纹图案与暗条纹图案之间的预设宽度比例之间的差值的绝对值；
遍历子单元，用于从若干个所述绝对值中遍历出最小绝对值；
第一确定子单元，用于确定所述最小绝对值对应的目标条纹图案及 所述目标条纹图案在所述结构光的图案位置；
第一选择子单元，用于选择所述目标条纹图案在所述结构光的图案 位置作为所述相邻亮条纹图案或所述相邻暗条纹图案在所述结构光的 图案位置。
所述预设宽度比例包括：
其中，αn-1,n为第n-1暗条纹图案宽度与第n亮条纹图案宽度的比例， αn,n为第n亮条纹图案宽度与第n暗条纹图案宽度的比例，q为暗条纹图 案宽度的比例系数，p为亮条纹图案宽度的比例系数，u为第一亮条纹 图案宽度，v为第一暗条纹图案宽度，n为正整数；
所述相邻宽度比例包括：
其中，αt为相邻亮条纹图案宽度比相邻暗条纹图案宽度的比值，αtr为相邻暗条纹图案宽度比相邻亮条纹图案宽度的比值，ut为相邻亮条纹 图案的宽度，vt为相邻暗条纹图案的宽度。
可选地，所述第一确定子单元具体用于：
计算出所述结构光中每相邻的亮条纹图案与暗条纹图案之间的预 设宽度比例；
建立每个预设宽度比例、与所述预设宽度比例对应的亮条纹图案与 暗条纹图案在所述结构光的各自图案位置之间的关联表；
根据所述最小绝对值对应的目标条纹图案，从所述关联表中遍历出 所述目标条纹图案在所述结构光的图案位置。
可选地，所述装置还包括：
构建模块，用于构建亮条纹图案扫描表与暗条纹图案扫描表，其中， 所述亮条纹图案扫描表包括若干亮条纹图案在所述结构光的顺序、起始 位置、宽度、起始角度及终止角度，所述暗条纹图案扫描表包括若干暗 条纹图案在所述结构光的顺序、起始位置、宽度、起始角度及终止角度。
可选地，所述测量模块具体用于：
根据以下公式：
结合所述边缘条纹图案的宽度与所述相邻条纹图案在所述结构光 的图案位置，测量出所述物体的扫描角度；
其中，θ为所述物体的扫描角度，fov为光源角度范围，width为所 述结构光的条纹图案总宽度，posn为所述相邻条纹图案在所述结构光的 位置，wt为投影并覆盖所述物体边缘的边缘条纹图案的宽度。
可选地，所述结构光按照预设编码方式产生的；
所述确定模块包括：
第二确定子单元，用于确定与所述边缘条纹图案相邻的相邻条纹图 案；
第二选择子单元，用于选择与所述相邻条纹图案的形状相匹配的编 码形状；
第三选择子单元，用于选择所述编码形状的编码位置作为所述相邻 条纹图案在所述结构光的图案位置。
可选地，所述预设编码方式包括格雷码编码方式。
可选地，所述物体的扫描角度包括与所述物体两相对侧对应的第一 扫描角度与第二扫描角度。
可选地，所述装置还包括：
计算模块，用于计算所述物体与所述电子设备之间的距离。
可选地，所述电子设备包括光学组件与成像单元；
所述计算模块包括：
获取单元，用于获取投射并覆盖所述物体的条纹图案的中心点与成 像单元的中心点之间的第一距离、光学组件中心点与成像面的中心点之 间的第二距离以及所述成像单元的焦距；
第二计算单元，用于根据所述第一距离、所述第二距离及所述成像 单元的焦距，计算出所述物体与所述电子设备之间的距离。
在第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：
光学组件；
成像单元；以及，
处理单元，所述处理单元分别与所述光学组件和所述成像单元连 接；
其中，所述处理单元包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储 有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理 器执行，以使所述至少一个处理器能够用于执行任一项所述的基于结构 光的物体测量方法。
可选地，所述光学组件的发射平面平行于所述光学组件与所述成像 单元之间的安装基准平面。
在第四方面，本发明实施例提供一种计算机程序产品，所述计算机 程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所 述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被电子设备执行时，使所 述电子设备执行任一项所述的基于结构光的物体测量方法。
在第五方面，本发明实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储 介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所 述计算机可执行指令用于使电子设备执行任一项所述的基于结构光的 物体测量方法。
在本发明各个实施例提供的基于结构光的物体测量方法及电子设 备中，首先，获取投影图像，投影图像为结构光投影至物体对应的图像， 其中，结构光包括按照预设次序排列的若干条条纹图案。其次，根据投 影图像，确定投影并覆盖物体边缘的边缘条纹图案的宽度以及与边缘条 纹图案相邻的相邻条纹图案在结构光的图案位置。最后，根据边缘条纹 图案的宽度、相邻条纹图案在结构光的图案位置以及扫描角公式，测量 出物体的扫描角度。测量物体的位置时，电子设备向物体投影结构光， 其测量速度快，无需带动光学组件旋转，相对而言，其降低了机械运动 带来的测量误差，测量可靠。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明， 这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标 号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例 限制。
图1是本发明实施例提供一种电子设备的电路原理框图；
图2a是本发明实施例提供一种光学组件、成像单元及处理单元设 置于电子设备内的示意图；
图2b是本发明实施例提供一种电子设备的结构示意图；
图2c是本发明实施例提供的光学组件投影结构光的示意图；
图2d是本发明实施例提供一种结构光的图案示意图；
图3是本发明实施例提供一种基于结构光的物体测量方法的流程示 意图；
图4a是本发明实施例提供的光学组件向物体投影结构光的示意图；
图4b是基于图4a向物体投影的投影图像的示意图；
图4c是本发明实施例提供的光学组件扫描物体并向物体投影结构 光的示意图；
图5a是图3中S32的一种流程示意图；
图5b是图5a中S322的流程示意图；
图5c是图5b中S3223的流程示意图；
图5d是本发明另一实施例提供一种基于结构光的物体测量方法的 流程示意图；
图5e是图5d中S34的流程示意图；
图6a是本发明实施例提供的光学组件向物体投影结构光时，成像 单元的工作示意图；
图6b是本发明实施例提供的第一距离的示意图；
图6c是本发明实施例提供一种计算物体与电子设备之间的距离的 示意图；
图7a是图3中S32的另一种流程示意图；
图7b是本发明实施例提供的采用格雷码编码方式产生的结构光图 案的类型示意图；
图7c是本发明实施例提供的采用格雷码编码方式产生的一种结构 光图案的示意图；
图7d是本发明实施例提供的采用时间编码方式产生的结构光的图 案示意图；
图8a是本发明实施例提供一种基于结构光的物体测量装置的结构 示意图；
图8b是图8a中确定模块的一种结构示意图；
图8c是图8b中遍历单元的结构示意图；
图8d是本发明另一实施例提供一种基于结构光的物体测量装置的 结构示意图；
图8e是图8a中确定模块的另一种结构示意图；
图8f是本发明又另一实施例提供一种基于结构光的物体测量装置 的结构示意图；
图8g是图8f中计算模块的结构示意图；
图9是本发明实施例提供一种处理单元的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附 图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的 具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的基于结构光的物体测量方法可以在任何合适类型 并具有运算能力的电子设备中执行，例如，在一些实施例中，电子设备 包括智能手机、计算机、掌上电脑、平板电脑或台式计算机等等。在另 一些实施例中，电子设备亦可以为扫地机器人，扫地机器人配置在家里 或者其它合适位置，扫地机器人接收扫地命令，根据扫地命令，自动实 施扫地工作。
本发明实施例的电子设备可以被构造成任何合适形状，例如，电子 设备被构造成圆状体的扫地机器人。
请参阅图1，电子设备100包括控制单元11、无线通信单元12、惯 性测量单元13、环境数据采样单元14、清洁单元15、驱动单元16、音 频单元17、光学组件18、成像单元19及处理单元20。
控制单元11作为电子设备100的控制核心，协调各个单元的工作。 控制单元11可以为通用处理器(例如中央处理器CPU)、数字信号处理器 (DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA、CPLD等)、单 片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或 晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有，控制单 元11还可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。控制单 元11也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、 多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核、或任何其它这种配置。
无线通信单元12用于与用户终端无线通信，无线通信单元12与控 制单元11电连接。逗宠时，用户通过用户终端向电子设备100发送控 制指令，无线通信单元12接收控制指令并向控制单元11发送该控制指 令，控制单元11根据该控制指令控制电子设备100。
无线通信单元12包括广播接收模块、移动通信模块、无线互联网 模块、短距离通信模块和定位信息模块的其中一种或多种的组合。其中， 广播接收模块经由广播信道从外部广播管理服务器接收广播信号和/ 或广播相关信息。广播接收模块可以使用数字广播系统来接收数字广播 信号，数字广播系统诸如为地面数字多媒体广播(DMB-T)、卫星数字多媒体广播(DMB-S)、仅媒体前向链路(MediaFLO)、手持数字视频广播 (DVB-H)或地面综合业务数字广播(ISDB-T)。
移动通信模块向移动通信网络上的基站、外部终端和服务器中的至 少一方发送无线信号，或者可以从基站、外部终端和服务器中的至少一 方接收无线信号。这里，根据字符/多媒体消息的接收和发送，无线信 号可以包括语音呼叫信号、视频呼叫信号或各种形式的数据。
无线互联网模块指的是用于无线互联网连接的模块，并且可以内置 或外置于终端。可以使用诸如无线LAN(WLAN)(Wi-Fi)、无线宽带 (Wibro)、全球微波接入互操作性(Wimax)、高速下行分组接入(HSDPA) 这样的无线互联网技术。
短距离通信模块指的是用于进行短距离通信的模块。可以使用诸如 蓝牙(Bluetooth)、射频识别(RFID)、红外数据协会(IrDA)、超宽带 (UWB)或ZigBee这样的短距离通信技术。
定位信息模块是用于获得移动终端的位置的模块，例如全球定位系 统(GPS)模块。
惯性测量单元13用于测量电子设备的三轴姿态角以及加速度，惯 性测量单元13可以为三轴陀螺仪与加速度传感器的集合。
环境数据采样单元14用于采样环境空间各类数据，诸如环境空间 图像数据等等，环境数据采样单元14可以为光学摄像头、激光雷达或 者声波雷达等传感器。
清洁单元15用于清洁地面，清洁单元15可以包括一些吸尘等清洁 组件。
驱动单元16用于驱动电子设备100行进或后退，清洁时，控制单 元11向驱动单元16发送控制指令，驱动单元16根据控制指令带动清 洁单元15完成清洁工作。
驱动单元16包括电机组件以及驱动轮，电机组件接收控制指令， 并根据控制林带动驱动轮转动，从而驱动电子设备100行进或后退。
音频单元17用于产生提示语音，以便用户知悉。音频单元17可以 为喇叭、扬声器、麦克风等等电声换能器，其中，喇叭或扬声器的数量 可以为一个或多个，麦克风的数量可以为多个，多个麦克风可以构成麦 克风阵列，以便有效地采集声音。麦克风可以是电动式的(动圈式、带 式)、电容式的(直流极化式)、压电式的(晶体式、陶瓷式)、电磁式的、 碳粒式的、半导体式的等或其任意组合。在一些实施例中，麦克风可以 是微型机电系统(MEMS)麦克风。
请参阅图2a，光学组件18用于向物体投射结构光，以便测量物体 的位置以及距离。结构光由若干编码图案构成，各个编码图案根据编码 方式，按照预设次序排列而构成结构光。一般的，结构光技术是通过将 一幅或多幅编码图案投影至测量场景中(例如，投影至障碍物上)，并 在与投影方向成一定角度的位置采用摄像机拍摄测量场景中的投影图像(例如，拍摄投影至障碍物上的图像)，其次，根据图像分析算法， 通过对投影图像与编码图案对应点作匹配，利用三角测量方法获取测量 场景的三维信息。其中，编码方式包括格雷码编码、DeBruijin序列编 码、M阵列编码等等结构光编码方式。
一般的，由于采用结构光测距方式，其对投射光源编码或者特征化， 于是，拍摄的投影图像为被编码的光源投影到物体表面的的图像。由于 结构光的光源携带比较多特征点或者编码，因此，其能够提供比较多的 匹配角点或者直接的码字，于是，其可以便捷地匹配特征点，亦即，结 构光本身具有比较多特征点以匹配或者直接提供码字，而不再需要使用 被摄物体本身具有的特征点，因此，采用结构光方式，其能够提供更好 的匹配结果，提高测量效率，并且，由于结构光的投影图案都是相同图 案，特征点是固定的，因此，不需要根据测量场景的变化而变化，从而 降低匹配的难度。
处理单元20用于控制光学组件18的工作状态及发光强度，处理单 元20用于协调与分析光学组件18与成像单元19的工作及采集的数据 信息。处理单元20分别与光学组件18和成像单元19连接。光学组件 18根据处理单元20发送的控制指令，向物体投影具有特定图案的结构 光，成像单元19拍摄投影至物体的结构光的投影图像，并将投影图像 发送至处理单元20，以便处理单元20分析投影图像，以测量物体的位 置或距离。
成像单元19可以为各类型摄像头，处理单元20可以为通用处理器、 数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、单片机、ARM或 其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些 部件的任何组合。
请参阅图2b，光学组件18的发射平面平行于光学组件18与成像单 元1919之间的安装基准平面，因此，此种位置关系能够缩小电子设备 100的体积，尤其是减小了电子设备100的厚度。
请参阅图2c，光学组件18包括光源181与光学元件182，光学元 件182安装于光源181的发射端。
光源181发射光束，通过光学元件182形成具有特定图案的结构光 200。
光源181用于发射编码的结构光200，结构光200包括按照预设次 序排列的若干条条纹图案，各个条纹图案的形状及次序由光学组件18 按照编码方式生成的，例如，结构光200包括按照预设次序排列并且亮 暗相间的亮条纹图案21与暗条纹图案22，其中，不同条纹图案，其宽 度可以相同，亦可以不同。结构光200的条纹图案宽度由设计者预先编 码而设定，例如，请参阅图2d，第一亮条纹图案宽度为u，第一暗条纹 图案宽度为v，第二亮条纹图案宽度为p*u，第二暗条纹图案宽度为q*v， 第三亮条纹图案宽度为p2*u，第三暗条纹图案宽度为q2*v，第n亮条纹 图案宽度为pn-1*u，第三暗条纹图案宽度为qn-1*v，q为暗条纹图案宽度 的比例系数，p为亮条纹图案宽度的比例系数。
对于每个条纹图案，其预先配置有起始角度与终止角度。例如，请 再参阅图2d，第一亮条纹图案的起始角度为θ1，第一亮条纹图案的终 止角度为θ2，第一暗条纹图案的起始角度为θ2，第一暗条纹图案的终 止角度为θ3，第二亮条纹图案的起始角度为θ3，第二亮条纹图案的终 止角度为θ4。
在一些实施例中，每个条纹图案不仅对应有起始角度与终止角度， 而且，每个条纹图案皆对应有各自的顺序、起始位置、宽度。例如，电 子设备构建亮条纹图案扫描表与暗条纹图案扫描表，其中，亮条纹图案 扫描表包括若干亮条纹图案在结构光的顺序、起始位置、宽度、起始角 度及终止角度，暗条纹图案扫描表包括若干暗条纹图案在结构光的顺序、起始位置、宽度、起始角度及终止角度。
电子设备构建亮条纹图案扫描表与暗条纹图案扫描表的过程中，可 以根据公式一计算出各个亮条纹图案与暗条纹图案的起始角度，例如， 公式一为：
其中，θn为第n条纹图案的起始角度，fov为光源角度范围(亦即， 最末条纹图案的终止角度减去第一条纹图案的起始角度)，width为结构 光的条纹图案总宽度，posn为条纹图案在结构光的起始位置。
在本实施例中，第n条纹图案的终止角度等于第n+1条纹图案的起 始角度。
在一些实施例中，作为示例，fov为90度，width为20.60315375mm。 于是，电子设备根据公式一，结合需要生成结构光的图案形状，便可以 得到示例的表1与表2的数据。
请一并参阅表1与表2，表1是本发明实施例提供一种亮条纹图案 扫描表的示意图，表2是本发明实施例提供一种暗条纹图案扫描表的示 意图。
表1
表2
由表1可知，第一亮条纹图案的起始位置为0、宽度为1、起始角 度为0及终止角度为2.920252449。由表2可知，第一暗条纹图案的起 始位置为1、宽度为1、起始角度为2.920252449及终止角度为 6.136223452。由表1可知，第二亮条纹图案的起始位置为2、宽度为 1.05、起始角度为6.136223452及终止角度为9.857181358。由表2可 知，第二暗条纹图案的起始位置为3.05、宽度为0.95、起始角度为 9.857181358及终止角度为13.5454604，各个亮条纹图案或暗条纹图案 的参数依次类推。后续，处理单元20可以通过查表方式，便快捷地遍 历出对应条纹图案的起始位置、宽度、起始角度及终止角度。
在一些实施例中，结构光200的条纹图案宽度可以由设计者根据业 务需求自行定义，在此不局限于本实施例所阐述的示例。
在一些实施例中，光源181可以为激光光源或白炽灯光源等等。
在一些实施例中，光学元件182可以为诸如液晶显示器等等的透射 显示器件，亦可以为微型反射镜阵列，光学元件182能够根据编码程序 投射出不同图案的结构光。
请参阅图3，图3是本发明实施例提供一种基于结构光的物体测量 方法的流程示意图。如图3所示，基于结构光的物体测量方法300包括：
S31、获取投影图像，投影图像为结构光投影至物体对应的图像， 其中，结构光包括按照预设次序排列的若干条条纹图案。
请参阅图4a，光学组件18向物体400投影结构光的发射光束401， 发射光束401投射在物体400的表面时，被物体400反射，形成反射光 束402。反射光束402在成像单元19中成像而生成投影图像500，成像 单元19将投影图像500发送至处理单元20。
请参阅图4b，投影图像500包括结构光51与物体图像52，其中， 由于结构光51亦投影至物体400上，结构光51中部分条纹图案覆盖在 物体400的表面，覆盖在物体400的表面的条纹图案融合在物体的表面 而被成像，例如，投影并覆盖在物体400上的条纹图案从左往右依次为： 条纹图案511、条纹图案512、条纹图案513及条纹图案514，其中，覆 盖在物体400上的条纹图案可以为结构光某个顺序的条纹图案全部投影 在物体400上，可以为结构光某个顺序的条纹图案部分投影在物体400 上，亦即，请继续参阅图4b，假设结构光中第5暗条纹图案投影在物体 400上时，第5暗条纹图案并非是全部投影在物体400上，而是部分投 影在物体400上以形成条纹图案511。然而，第6亮条纹图案投影在物 体400上时，第6亮条纹图案是全部投影在物体400上的。值得注意的 是，此处的假设是为了辅助说明本实施例的具体实施方式，并非限制本 发明的保护范围以及其它关联解释。
请继续参阅图4b，每个条纹图案的宽度皆不同，例如，令条纹图案 511的宽度为Wt1，条纹图案512的宽度为Ut、条纹图案513的宽度为Vt及条纹图案514的宽度为Wt2。
在本实施例中，条纹图案511与条纹图案514位于物体图像52的 边缘，条纹图案511与条纹图案514可命名为边缘条纹图案。条纹图案 512与条纹图案511相邻，条纹图案512可命名为相邻条纹图案，或者， 条纹图案513与条纹图案514相邻，条纹图案513可命名为相邻条纹图 案。
S32、根据投影图像，确定投影并覆盖物体边缘的边缘条纹图案的 宽度以及与边缘条纹图案相邻的相邻条纹图案在结构光的图案位置。
在本实施例中，处理单元20根据图像分析算法，分析投影图像， 从投影图像中确定边缘条纹图案以及边缘条纹图案的宽度，例如，处理 单元20采用图像边缘检测算法分析投影图像。
当处理单元20确定边缘条纹图案后，根据图像分析算法亦可以确 定与边缘条纹图案相邻的相邻条纹图案。在一些实施例中，处理单元20 亦可以同时确定边缘条纹图案与相邻条纹图案。
在一些实施例中，处理单元20可以通过图像分析算法，将相邻条 纹图案与预编码的结构光图案进行比对，根据比对结果，确定相邻条纹 图案在结构光的图案位置。或者，处理单元20还可以通过数值比较方 法，确定相邻条纹图案在结构光的图案位置。
S33、根据边缘条纹图案的宽度、相邻条纹图案在结构光的图案位 置以及扫描角公式，测量出物体的扫描角度。
请参阅图4c，光学组件18扫描物体400时，其扫描角度包括与物 体两相对侧对应的第一扫描角度θt1与第二扫描角度θt2，扫描角度为光 学组件18的中心点与物体边缘之间的直线与光学组件的发射光束之间 的夹角。
在一些实施例中，设计者可以根据业务需求以及本发明实施例所训 导的内容，自行构建对应的扫描角公式。
在一些实施例中，扫描角公式为：
在扫描公式中，θ为物体的扫描角度，fov为光学组件角度范围， width为结构光的条纹图案总宽度，posn为条纹图案在结构光的起始位 置，wt为投影并覆盖物体边缘的边缘条纹图案的宽度。作为示例，fov 为90度，width为20.60315375mm。
举例而言，结合图4b，假设相邻亮条纹图案为第m亮条纹图案，m 为4，Wt1为0.25，Wt2为0.25。
则，根据扫描角公式：
综上，测量物体的位置时，电子设备向物体投影结构光，其测量速 度快，无需带动光学组件旋转，相对而言，其降低了机械运动带来的测 量误差，测量可靠。
在一些实施例中，结构光包括按照预设次序排列并且亮暗相间的亮 条纹图案与暗条纹图案，相邻条纹图案包括相邻亮条纹图案与相邻暗条 纹图案。请参阅图5a，S32包括：
S321、计算出相邻亮条纹图案的宽度与相邻暗条纹图案的宽度之间 的相邻宽度比例；
在一些实施例中，相邻宽度比例包括：
其中，αt为相邻亮条纹图案宽度比相邻暗条纹图案宽度的比值，αtr为相邻暗条纹图案宽度比相邻亮条纹图案宽度的比值，ut为相邻亮条纹 图案的宽度，vt为相邻暗条纹图案的宽度。
S322、根据结构光中任意相邻的亮条纹图案与暗条纹图案之间的预 设宽度比例以及相邻宽度比例，遍历出相邻亮条纹图案或相邻暗条纹图 案在结构光的图案位置。
由于亮条纹图案与暗条纹图案由设计者预先编码设定，因此，亮条 纹图案与暗条纹图案的宽度是已知的。为了能够更加精确地确定相邻亮 条纹图案或相邻暗条纹图案在结构光的图案位置，处理单元20将结构 光中任意相邻的亮条纹图案与暗条纹图案之间的预设宽度比例以及相 邻宽度比例进行比对，以便比对出满足期望条件的亮条纹图案或暗条纹 图案，进而将满足期望条件的亮条纹图案或暗条纹图案在结构光的图案 位置作为相邻亮条纹图案或相邻暗条纹图案在结构光的图案位置。
预设宽度比例包括：
其中，αn-1,n为第n-1暗条纹图案宽度与第n亮条纹图案宽度的比例， αn,n为第n亮条纹图案宽度与第n暗条纹图案宽度的比例，q为暗条纹图 案宽度的比例系数，p为亮条纹图案宽度的比例系数，u为第一亮条纹 图案宽度，v为第一暗条纹图案宽度，n为正整数。
在一些实施例，其可以通过差值比较方式遍历出相邻亮条纹图案或 所述相邻暗条纹图案在所述结构光的图案位置。请参阅图5b，S322包 括：
S3221、求取相邻宽度比例与结构光中任意相邻的亮条纹图案与暗 条纹图案之间的预设宽度比例之间的差值的绝对值；
S3222、从若干个绝对值中遍历出最小绝对值；
S3223、确定最小绝对值对应的目标条纹图案及目标条纹图案在所 述结构光的图案位置；
S3224、选择目标条纹图案在结构光的图案位置作为相邻亮条纹图 案或相邻暗条纹图案在结构光的图案位置。
举例而言，测量物体的扫描角度的过程如下：
1、计算相邻宽度比例。
通过图像分析算法分析投影图像，ut为1.16mm，vt为0.86mm。
于是，
2、计算预设宽度比例。
令：u＝1mm,v＝1mm,p＝1.05,q＝0.95。
则有：
3、计算αt和α1，1，α2，2，α3，3，……，αn，n的差值的绝对值。
Dn＝|αt-αn，n|
4、计算αtr和α1，2，α2，3，α3，4，……，αn-1，n的差值的绝对值。
Rn＝|αtr-αn-1，n|
5、确定目标条纹图案在结构光的图案位置作为相邻亮条纹图案或 相邻暗条纹图案在结构光的图案位置。
查找(D1，D2，D3，……Dn)和(R1，R2，R3，……，Rn)中的最小值 M＝|αt-α4，4|≈0.00136，M对应亦即，在本实施例中， 相邻亮条纹图案为第4亮条纹图案。
在一些实施例中，为了方便处理单元20能够快速地确定最小绝对 值对应的目标条纹图案及目标条纹图案在结构光的图案位置，可以预先 构建关联表，需要确定时，处理单元20通过查表方式便可以快速确定。 因此，在一些实施例中，请参阅图5c，S3223包括：
S32231、计算出结构光中每相邻的亮条纹图案与暗条纹图案之间的 预设宽度比例；
S32232、建立每个预设宽度比例、与预设宽度比例对应的亮条纹图 案与暗条纹图案在结构光的各自图案位置之间的关联表；
S32233、根据最小绝对值对应的目标条纹图案，从关联表中遍历出 目标条纹图案在结构光的图案位置。
因此，通过建立关联表，其能够快速地遍历出目标条纹图案在结构 光的图案位置。
在一些实施例中，为了全方位地测量物体所处的位置状态，不仅需 要测量出物体的扫描角度，而且还需要测量出电子设备与物体之间的距 离。因此，在一些实施例中，请参阅图5d，基于结构光的物体测量方法 300还包括：
S34、计算物体与电子设备之间的距离。
处理单元20通过全方位地测量出物体的扫描角与距离，从而能够 完整知悉物体的位置状态。
计算物体与电子设备之间的距离的方式多种多样，例如，在一些实 施例中，请参阅图5e，S34包括：
S341、获取投射并覆盖物体的条纹图案的中心点与成像单元的中心 点之间的第一距离、光学组件中心点与成像面的中心点之间的第二距离 以及成像单元的焦距；
S342、根据第一距离、第二距离及成像单元的焦距，计算出物体与 电子设备之间的距离。
请参阅图6a，光学组件18向物体400投影结构光，成像单元19采 集投影图像500，其中，光学组件18中心点与成像单元19成像面的中 心点之间的第二距离h。
请参阅图6b，第一距离X为投射并覆盖物体的条纹图案的中心点与 成像单元的中心点之间的距离，成像单元的焦距为f。
请参阅图6c，根据相似三角形原理，物体与电子设备之间的距离d 为：
举例而言，令X＝0.25mm,f＝3.6mm，h＝100mm，则：d＝1440mm。
如前所述，结构光的图案形状可按照各类预设编码方式产生的。于 是，在确定与边缘条纹图案相邻的相邻条纹图案在结构光的图案位置的 过程中，与上述各个实施例的不同点在于，请参阅图7a，S32包括：
S71、确定与边缘条纹图案相邻的相邻条纹图案；
S72、选择与相邻条纹图案的形状相匹配的编码形状；
S73、选择编码形状的编码位置作为相邻条纹图案在结构光的图案 位置。
举例而言，在一些实施例中，预设编码方式包括格雷码编码方式。
请参阅图7b，根据格雷码编码方式，输出水平等宽度的8块条纹图 案，其中，每块的条纹图案的宽度为20mm，每个块中垂直排列3个像元， 3个像元的明暗排列，组成编码图案的结构光，如图7c所示。
采用格雷码编码方式测量物体的扫描角度的过程如下：
1、每块预设的扫描角度表3所示：
表3
顺序 起始角 终止角
a 0° 8.13°
b 8.13° 18.43°
c 18.43° 30.96°
d 30.96° 45°
e 45° 59.04°
f 59.04° 71.57°
g 71.57° 81.87°
h 81.87° 90°
2、选择与相邻条纹图案的形状相匹配的编码形状及确定相邻条纹 图案在结构光的图案位置。
处理单元20根据投影图像，从投影并覆盖至物体的投影图像中遍 历出与格雷码编码图案最相似的边缘条纹图案和/或相邻条纹图案。进 一步的，处理单元20选择与相邻条纹图案的形状相匹配的编码形状， 并以编码形状的编码位置作为相邻条纹图案在结构光的图案位置。
3、根据扫描角公式计算物体的扫描角度。
此处的计算方式与上述各个实施例相同，在此不再赘述。
在一些实施例中，光学组件18还可以多次发射不同宽度编码图形， 组合形成不同精细程度的结构光，以便更加精确地计算出物体的扫描 角。例如，请参阅图7d，图7d从左至右为密度依次增加的编码图案。 在第一时刻投射第一图案，计算到扫描角θt1a,θt2a，最小角度分辨率 为0.1°。在第二时刻投射第二图案，计算到扫描角θt1b,θt2b，最小角 度分辨率为0.05°。在第三时刻投射第三图案，计算到扫描角θt1c,θ t2c，最小角度分辨率为0.025°；在第四时刻投射第四图案，计算到扫 描角θt1d,θt2d，最小角度分辨率为0.0125°。
需要说明的是，在上述各个实施例中，上述各步骤之间并不必然存 在一定的先后顺序，本领域普通技术人员，根据本公开实施例的描述可 以理解，不同实施例中，上述各步骤可以有不同的执行顺序，亦即，可 以并行执行，亦可以交换执行等等。
作为本发明实施例的另一方面，本发明实施例提供一种基于结构光 的物体测量装置，应用于电子设备。本发明实施例的基于结构光的物体 测量装置可以作为其中一个软件功能单元，基于结构光的物体测量装置 包括若干指令，该若干指令存储于存储器内，处理器可以访问该存储器， 调用指令进行执行，以完成上述基于结构光的物体测量方法。
请参阅图8a，基于结构光的物体测量装置800包括：获取模块81、 确定模块82及测量模块83。
获取模块81用于获取投影图像，投影图像为结构光投影至所述物 体对应的图像，其中，结构光包括按照预设次序排列的若干条条纹图案。
确定模块82用于根据投影图像，确定投影并覆盖物体边缘的边缘 条纹图案的宽度以及与边缘条纹图案相邻的相邻条纹图案在结构光的 图案位置。
测量模块83用于根据边缘条纹图案的宽度、相邻条纹图案在结构 光的图案位置以及扫描角公式，测量出物体的扫描角度。
由于测量物体的位置时，电子设备向物体投影结构光，其测量速度 快，无需带动光学组件旋转，相对而言，其降低了机械运动带来的测量 误差，测量可靠。
在一些实施例中，结构光包括按照预设次序排列并且亮暗相间的亮 条纹图案与暗条纹图案，相邻条纹图案包括相邻亮条纹图案与相邻暗条 纹图案。请参阅图8b，确定模块82包括：第一计算单元821与遍历单 元822。
第一计算单元821用于计算出相邻亮条纹图案的宽度与相邻暗条纹 图案的宽度之间的相邻宽度比例；
遍历单元822用于根据结构光中任意相邻的亮条纹图案与暗条纹图 案之间的预设宽度比例以及相邻宽度比例，遍历出相邻亮条纹图案或所 述相邻暗条纹图案在结构光的图案位置。
在一些实施例中，请参阅图8c，遍历单元822包括：求取子单元 8221、遍历子单元8222、第一确定子单元8223及第一选择子单元8224。
求取子单元8221用于求取相邻宽度比例与结构光中任意相邻的亮 条纹图案与暗条纹图案之间的预设宽度比例之间的差值的绝对值。
遍历子单元8222用于从若干个绝对值中遍历出最小绝对值。
第一确定子单元8223用于确定最小绝对值对应的目标条纹图案及 目标条纹图案在结构光的图案位置。
第一选择子单元8224用于选择目标条纹图案在结构光的图案位置 作为相邻亮条纹图案或相邻暗条纹图案在结构光的图案位置。
在一些实施例中，预设宽度比例包括： 其中，αn-1,n为第n-1暗条纹图案宽度与第n亮条纹图 案宽度的比例，αn,n为第n亮条纹图案宽度与第n暗条纹图案宽度的比 例，q为暗条纹图案宽度的比例系数，p为亮条纹图案宽度的比例系数，u为第一亮条纹图案宽度，v为第一暗条纹图案宽度，n为正整数；
在一些实施例中，相邻宽度比例包括：
其中，αt为相邻亮条纹图案宽度比相邻暗条纹图案宽度的比值，αtr为相邻暗条纹图案宽度比相邻亮条纹图案宽度的比值，ut为相邻亮条纹 图案的宽度，vt为相邻暗条纹图案的宽度。
在一些实施例中，第一确定子单元8223具体用于：计算出结构光 中每相邻的亮条纹图案与暗条纹图案之间的预设宽度比例；建立每个预 设宽度比例、与预设宽度比例对应的亮条纹图案与暗条纹图案在结构光 的各自图案位置之间的关联表；根据最小绝对值对应的目标条纹图案， 从所述关联表中遍历出目标条纹图案在结构光的图案位置。
在一些实施例中，请参阅图8d，基于结构光的物体测量装置800还 包括：构建模块84。构建模块84用于构建亮条纹图案扫描表与暗条纹 图案扫描表，其中，亮条纹图案扫描表包括若干亮条纹图案在结构光的 顺序、起始位置、宽度、起始角度及终止角度，暗条纹图案扫描表包括 若干暗条纹图案在结构光的顺序、起始位置、宽度、起始角度及终止角 度。
在一些实施例中，测量模块83具体用于：
根据扫描角公式：
结合边缘条纹图案的宽度与相邻条纹图案在结构光的图案位置，测 量出物体的扫描角度。其中，θ为物体的扫描角度，fov为光源角度范 围，width为结构光的条纹图案总宽度，posn为相邻条纹图案在结构光 的位置，wt为投影并覆盖物体边缘的边缘条纹图案的宽度。
与上述各个实施例不同点在于，结构光按照预设编码方式产生的。 请参阅图8e，确定模块82包括：第二确定子单元823、第二选择子单 元824及第三选择子单元825。
第二确定子单元823用于确定与边缘条纹图案相邻的相邻条纹图 案。
第二选择子单元824用于选择与相邻条纹图案的形状相匹配的编码 形状。
第三选择子单元825用于选择编码形状的编码位置作为相邻条纹图 案在结构光的图案位置。
在一些实施例中，预设编码方式包括格雷码编码方式。物体的扫描 角度包括与物体两相对侧对应的第一扫描角度与第二扫描角度。
在一些实施例中，请参阅图8f，基于结构光的物体测量装置800还 包括：计算模块85。计算模块85用于计算物体与电子设备之间的距离。
在一些实施例中，请参阅图8g，计算模块85包括：获取单元851 与第二计算单元852。
获取单元851用于获取投射并覆盖物体的条纹图案的中心点与成像 单元的中心点之间的第一距离、光学组件中心点与成像面的中心点之间 的第二距离以及成像单元的焦距。
第二计算单元852用于根据第一距离、第二距离及成像单元的焦距， 计算出物体与电子设备之间的距离。
需要说明的是，上述基于结构光的物体测量装置可执行本发明实施 例所提供的基于结构光的物体测量方法，具备执行方法相应的功能模块 和有益效果。未在基于结构光的物体测量装置实施例中详尽描述的技术 细节，可参见本发明实施例所提供的基于结构光的物体测量方法。
作为本发明实施例的另一方面，本发明实施例提供一种处理单元。 请参阅图9，该处理单元900包括：一个或多个处理器91以及存储器 92。其中，图9中以一个处理器91为例。
处理器91和存储器92可以通过总线或者其他方式连接，图9中以 通过总线连接为例。
存储器92作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非 易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施 例中的基于结构光的物体测量方法对应的程序指令/模块。处理器91通 过运行存储在存储器92中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而 执行上述各个实施例的基于结构光的物体测量方法，或者上述各个实施例的基于结构光的物体测量装置的各种功能应用以及数据处理。
存储器92可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存 储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存 储器件。在一些实施例中，存储器92可选包括相对于处理器91远程设 置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器91。上述网络 的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组 合。
所述程序指令/模块存储在所述存储器92中，当被所述一个或者多 个处理器91执行时，执行上述任意方法实施例中的基于结构光的物体 测量方法，例如，从而执行上述各个实施例的基于结构光的物体测量方 法，或者上述各个实施例的基于结构光的物体测量装置的各种功能应用 以及数据处理。
本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂 态计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指 令用于使电子设备执行如上任一项所述的基于结构光的物体测量方法。
因此，测量物体的位置时，电子设备向物体投影结构光，其测量速 度快，无需带动光学组件旋转，相对而言，其降低了机械运动带来的测 量误差，测量可靠。
本发明实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包 括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程 序包括程序指令，当所述程序指令被电子设备执行时，使所述电子设备 执行任一项所述的基于结构光的物体测量方法。
因此，测量物体的位置时，电子设备向物体投影结构光，其测量速 度快，无需带动光学组件旋转，相对而言，其降低了机械运动带来的测 量误差，测量可靠。
以上所描述的装置或设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分 离部件说明的单元模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块 单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地 方，或者也可以分布到多个网络模块单元上。可以根据实际的需要选择 其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到 各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过 硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡 献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储 在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令 用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备 等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非 对其限制；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特 征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的 本公开的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供； 尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人 员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使 相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种基于结构光的物体测量方法，应用于电子设备，其特征在于，所述方法包括：
获取投影图像，所述投影图像为所述结构光投影至所述物体对应的图像，其中，所述结构光包括按照预设次序排列的若干条条纹图案；
根据所述投影图像，确定投影并覆盖所述物体边缘的边缘条纹图案的宽度以及与所述边缘条纹图案相邻的相邻条纹图案在所述结构光的图案位置；
根据所述边缘条纹图案的宽度、所述相邻条纹图案在所述结构光的图案位置以及扫描角公式，测量出所述物体的扫描角度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结构光包括按照预设次序排列并且亮暗相间的亮条纹图案与暗条纹图案，所述相邻条纹图案包括相邻亮条纹图案与相邻暗条纹图案；
所述确定与所述边缘条纹图案相邻的相邻条纹图案在所述结构光的图案位置，包括：
计算出所述相邻亮条纹图案的宽度与相邻暗条纹图案的宽度之间的相邻宽度比例；
根据所述结构光中任意相邻的亮条纹图案与暗条纹图案之间的预设宽度比例以及所述相邻宽度比例，遍历出所述相邻亮条纹图案或所述相邻暗条纹图案在所述结构光的图案位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述结构光中任意相邻的亮条纹图案与暗条纹图案之间的预设宽度比例以及所述相邻宽度比例，遍历出所述相邻亮条纹图案或所述相邻暗条纹图案在所述结构光的图案位置，包括：
求取所述相邻宽度比例与所述结构光中任意相邻的亮条纹图案与暗条纹图案之间的预设宽度比例之间的差值的绝对值；
从若干个所述绝对值中遍历出最小绝对值；
确定所述最小绝对值对应的目标条纹图案及所述目标条纹图案在所述结构光的图案位置；
选择所述目标条纹图案在所述结构光的图案位置作为所述相邻亮条纹图案或所述相邻暗条纹图案在所述结构光的图案位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述预设宽度比例包括：
其中，αn-1,n为第n-1暗条纹图案宽度与第n亮条纹图案宽度的比例，αn,n为第n亮条纹图案宽度与第n暗条纹图案宽度的比例，q为暗条纹图案宽度的比例系数，p为亮条纹图案宽度的比例系数，u为第一亮条纹图案宽度，v为第一暗条纹图案宽度，n为正整数；
所述相邻宽度比例包括：
其中，αt为相邻亮条纹图案宽度比相邻暗条纹图案宽度的比值，αtr为相邻暗条纹图案宽度比相邻亮条纹图案宽度的比值，ut为相邻亮条纹图案的宽度，vt为相邻暗条纹图案的宽度。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述最小绝对值对应的目标条纹图案及所述目标条纹图案在所述结构光的图案位置，包括：
计算出所述结构光中每相邻的亮条纹图案与暗条纹图案之间的预设宽度比例；
建立每个预设宽度比例、与所述预设宽度比例对应的亮条纹图案与暗条纹图案在所述结构光的各自图案位置之间的关联表；
根据所述最小绝对值对应的目标条纹图案，从所述关联表中遍历出所述目标条纹图案在所述结构光的图案位置。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
构建亮条纹图案扫描表与暗条纹图案扫描表，其中，所述亮条纹图案扫描表包括若干亮条纹图案在所述结构光的顺序、起始位置、宽度、起始角度及终止角度，所述暗条纹图案扫描表包括若干暗条纹图案在所述结构光的顺序、起始位置、宽度、起始角度及终止角度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述边缘条纹图案的宽度、所述相邻条纹图案在所述结构光的图案位置以及扫描角公式，测量出所述物体的扫描角度，包括：
根据扫描角公式：
结合所述边缘条纹图案的宽度与所述相邻条纹图案在所述结构光的图案位置，测量出所述物体的扫描角度；
其中，θ为所述物体的扫描角度，fov为光源角度范围，width为所述结构光的条纹图案总宽度，posn为条纹图案在所述结构光的起始位置，wt为投影并覆盖所述物体边缘的边缘条纹图案的宽度。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结构光按照预设编码方式产生的；
所述确定与所述边缘条纹图案相邻的相邻条纹图案在所述结构光的图案位置，包括：
确定与所述边缘条纹图案相邻的相邻条纹图案；
选择与所述相邻条纹图案的形状相匹配的编码形状；
选择所述编码形状的编码位置作为所述相邻条纹图案在所述结构光的图案位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预设编码方式包括格雷码编码方式。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物体的扫描角度包括与所述物体两相对侧对应的第一扫描角度与第二扫描角度。
11.根据权利要求1至10任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
计算所述物体与所述电子设备之间的距离。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述电子设备包括光学组件与成像单元；
所述计算所述物体与所述电子设备之间的距离，包括：
获取投射并覆盖所述物体的条纹图案的中心点与成像单元的中心点之间的第一距离、光学组件中心点与成像面的中心点之间的第二距离以及所述成像单元的焦距；
根据所述第一距离、所述第二距离及所述成像单元的焦距，计算出所述物体与所述电子设备之间的距离。
13.一种电子设备，其特征在于，包括：
光学组件；
成像单元；以及，
处理单元，所述处理单元分别与所述光学组件和所述成像单元连接；
其中，所述处理单元包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够用于执行如权利要求1至12任一项所述的基于结构光的物体测量方法。
14.根据权利要求13所述的电子设备，其特征在于，所述光学组件的发射平面平行于所述光学组件与所述成像单元之间的安装基准平面。
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