CN110502947B - 结构光测深系统、测量信息码深度的方法及数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及结构光测深系统、测量信息码深度的方法及数据处理方法。系统包括：发射激光器、第一成像装置、点光源、第二成像装置以及PC终端。发射激光器用于发射结构光；第一成像装置用于获取经透明基板反射的结构光的结构光图像，并将结构光图像传输给PC终端，以使PC终端根据结构光图像确定透明基板上表面的位置，并控制第二成像装置从上表面的位置开始，按照预设间距从上至下获取不同位置处的信息码图像，以及还用于根据第二成像装置获取到的不同位置处的信息码图像确定获取信息码的最佳聚焦位置，并根据最佳聚焦位置计算出信息码所在位置到透明基板上表面的距离。该系统可改善传统显微镜系统存在的信息码读取率低的问题。

Description

结构光测深系统、测量信息码深度的方法及数据处理方法

技术领域

本申请属于液晶显示技术领域，具体涉及一种结构光测深系统、测量信息码深度的方法及数据处理方法。

背景技术

随着科技的发展，为了便于对可应用于液晶显示装置(如手机)中的透明基板(如玻璃基板)的质量进行管控，如便于溯源，一般会在透明基板上贴上记录该透明基板的基本信息的信息码，在使用时通过信息码识别器对透明基板上的信息码进行扫描，以便读取其中的信息。随着人们对透明基板的品质要求越来越高，如为了美观，一般会将信息码(如二维码)激光打标至透明基板的内部。然而由于这种内置于基板内部的信息码尺寸极小(200*200um)，肉眼难以分辨，传统的玻璃信息码识别与读取方式无法有效区分出此种信息码，因此，如何提高针对此种信息码的读取率，以解决现有读取方式存在的读取率低的问题便成为了行业内关注的焦点。

发明内容

鉴于此，本申请实施例在于提供一种结构光测深系统、测量信息码深度的方法及数据处理方法，以改善现有读取方式存在的读取率低的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种结构光测深系统，包括：发射激光器、第一成像装置、点光源、第二成像装置以及PC终端；发射激光器，用于发射结构光，所述结构光以预设入射角度照射于位于水平面上的内置有信息码的透明基板表面，所述预设入射角度大于零小于90度；第一成像装置，位于所述结构光的反射光路上，用于获取经所述透明基板反射的结构光的结构光图像，并将所述结构光图像传输给PC终端；点光源，与所述透明基板位于同一水平面，用于发射照明光，以照亮所述透明基板内的信息码；第二成像装置，位于垂直于所述透明基板的Z轴方向上，可相对于Z轴方向上下移动，用于根据所述PC终端的控制获取不同位置处的信息码图像，并将获取到的不同位置处的信息码图像传输给所述PC终端；所述PC终端，用于根据所述结构光图像确定所述透明基板上表面的位置，并控制所述第二成像装置从所述上表面的位置开始，按照预设间距从上至下移动，以获取不同位置处的信息码图像，以及还用于根据所述第二成像装置获取到的不同位置处的信息码图像确定获取所述信息码的最佳聚焦位置，并根据所述最佳聚焦位置计算出所述信息码所在位置到所述透明基板上表面的距离。

本申请实施例，利用结构光来精确定位透明基板上表面，为后续计算信息码所在位置到透明基板上表面的距离打下坚实基础，再通过Z轴相机扫描，获取不同位置处信息码图像，以便根据获得的不同位置处信息码图像确定出获取信息码的最佳聚焦位置，进而根据该最佳聚焦位置便可准确计算出基板内部的信息码的深度，同时，通过读取最佳聚焦位置处对应的信息码图像中的信息码信息，以提高读取率。

结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述发射激光器相对于所述透明基板成45度安装，使得所述结构光以45度入射角照射于所述透明基板表面。本申请实施例中，发射激光器相对于透明基板成45度安装，使得结构光以45度入射角照射于透明基板表面，进而使得结构光经基板反射后以反向45度准确落在测试相机的视野范围内，可保证最终获得的结构光图像的光线亮度最好。

结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述第一成像装置的镜头放大倍率小于所述第二成像装置的镜头放大倍率。本申请实施例中，第二成像装置的镜头放大倍率要大于第一成像装置的镜头放大倍率，以保证获取到的信息码图像更清晰，从而为后续识别信息码和准确计算信息码所在位置到透明基板上表面的距离打下坚实基础。

结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，述第一成像装置的镜头为4倍远心镜头，和/或所述第二成像装置的镜头为10倍远心镜头。本申请实施例中，采用远心镜头，使得在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会变化，保证了计算结果的准确性。

第二方面，本申请实施例还提供了一种测量信息码深度的方法，应用于上述第一方面实施例和/或结合第一方面实施例的任一种可能的实施方式提供的结构光测深系统，所述方法包括：利用发射激光器发射以预设入射角度照射于内置有信息码的透明基板表面的结构光；利用第一成像装置获取经所述透明基板反射的结构光的结构光图像，并根据所述结构光图像确定所述透明基板上表面的位置；利用点光源发射照明光，以照亮所述透明基板内的信息码；利用第二成像装置从所述上表面的位置开始，按照预设间距从上至下移动，以获取不同位置处的信息码图像；根据获取到的不同位置处的信息码图像确定获取所述信息码的最佳聚焦位置，并根据所述最佳聚焦位置计算出所述信息码所在位置到所述透明基板上表面的距离。本申请实施例中，利用结构光来精确定位基板的上表面，为后续计算信息码所在位置到透明基板上表面的距离打下坚实基础，再通过Z轴相机扫描，获取不同位置处信息码图像，以便根据获得的不同位置处信息码图像确定出获取信息码的最佳聚焦位置，进而根据该最佳聚焦位置便可准确计算出基板内部的信息码的深度，同时，通过读取最佳聚焦位置处对应的信息码图像中的信息码信息，以提高读取率。

结合第二方面实施例的一种可能的实施方式，在利用第一成像装置获取经所述透明基板反射的结构光的结构光图像之前，所述方法还包括：

确定所述发射激光器相对于所述透明基板成预设角度安装，以及确定所述第一成像装置位于所述结构光的反射光路上，其中，所述预设角度与所述预设入射角度互为余角。本申请实施例中，在发射激光器发射结构光之前，先确认发射激光器和第一成像装置已经相对于透明基板正确安装，进而才能保证结构光经基板反射后准确落在测试相机的视野范围内，为准确定位基板上表面打下坚实的基础。

结合第二方面实施例的一种可能的实施方式，在利用第二成像装置从所述位置处开始，按照预设间距从上至下移动，以获取不同位置处的信息码图像之前，所述方法还包括：确定所述第二成像装置与所述透明基板上表面的位置齐平。在利用第二成像装置获取不同位置处的信息码图像之前，先确保第二成像装置与透明基板上表面的位置齐平，为后续计算信息码所在位置到透明基板上表面的距离打下坚实基础。

第三方面，本申请实施例还提供了一种数据处理方法，应用于结构光测深系统中的PC终端，所述结构光测深系统还包括：点光源和第二成像装置，所述点光源与透明基板位于同一水平面，用于发射照明光以照亮所述透明基板内的信息码；所述第二成像装置位于垂直于所述透明基板的Z轴方向上，可相对于Z轴方向上下移动，用于根据所述PC终端的控制在不同位置处获取对应位置处的信息码图像；所述方法包括：接收来自于所述第二成像装置获取到的不同位置处的信息码图像；根据所述不同位置处的信息码图像确定获取所述信息码的最佳聚焦位置；根据所述最佳聚焦位置计算出所述信息码所在位置到所述透明基板上表面的距离。本申请实施例中，通过Z轴相机扫描，获取不同位置处信息码图像，以便根据获得的不同位置处信息码图像确定出获取信息码的最佳聚焦位置，进而根据该最佳聚焦位置便可准确计算出基板内部的信息码的深度，同时，通过读取最佳聚焦位置处对应的信息码图像中的信息码信息，以提高读取率。

结合第三方面实施例的一种可能的实施方式，根据所述不同位置处的信息码图像确定获取所述信息码的最佳聚焦位置，包括：计算每张信息码图像的聚焦值；将聚焦值最大的信息码图像对应的位置作为所述最佳聚焦位置。本申请实施例中，通过计算每张信息码图像的聚焦值，再将聚焦值最大的信息码图像对应的位置作为所述最佳聚焦位置，保证了所确定的最佳聚焦位置的可靠性和准确性。

结合第三方面实施例的一种可能的实施方式，所述结构光测深系统还包括：第一成像装置，位于所述结构光的反射光路上，用于获取经所述透明基板反射的结构光的结构光图像；在接收来自于第二成像装置获取到的不同位置处的信息码图像之前，所述方法还包括：根据第一成像装置获取到的经透明基板反射的结构光的结构光图像，确定所述透明基板上表面的位置；控制所述第二成像装置从所述上表面的位置开始，按照预设间距从上至下移动，以获取不同位置处的信息码图像。本申请实施例中，通过结构光精确定位基板的上表面的位置，然后再控制第二成像装置从所述上表面的位置开始，按照预设间距从上至下移动，以获取不同位置处的信息码图像，保证了后续计算出的信息码所在位置到透明基板上表面的距离的准确性。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本申请的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。

图1示出了本申请实施例提供的一种结构光测深系统的结构示意图。

图2示出了本申请实施例提供的利用第一成像装置获取到的结构光图像的示意图。

图3示出了本申请实施例提供的一种测量信息码深度的方法的流程示意图。

图4示出了本申请实施例提供的一种数据处理方法的流程示意图。

图5示出了本申请实施例提供的一种数据处理装置的模块示意图。

图标：100-结构光测深系统；110-发射激光器；120-第一成像装置；130-第二成像装置；140-PC终端；150-点光源；10-透明基板；200-数据处理装置；210-接收模块；220-第一确定模块；230-计算模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“垂直”等术语并不表示要求部件绝对水平或垂直，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

针对如何读取内置于透明基板10内部的信息码的问题，本申请实施例提供了一种结构光测深系统100，以解决传统的显微镜系统存在的信息码读取率低的问题，如图1所示。该结构光测深系统100包括：发射激光器110、第一成像装置120、点光源150、第二成像装置130以及PC终端140。

由于信息码如二维码内置于透明基板10如玻璃基板内部，加之基板厚度极薄(300um)，使得测量二维码在玻璃内部的深度极具挑战性。玻璃上下表面的区分与定位对传统的显微镜系统都极具挑战，一方面间距仅为300um的两个反射面在显微镜系统中成像几乎重合，很难区分出上下面；另一方面，微米级别的表面定位，使用传统的相机镜头去拍摄表面的方法，系统景深已经超过了定位的精度。

因此，本申请实施例中，通过结构光来定位透明基板10的上表面，由于结构光照射区域的深度不同所呈现的图像信息也不同，因此可以利用这一特征来准确定位透明基板10的上表面。利用结构光照射透明基板10，结构光照射在透明基板10表面后，会被透明基板10表面反射，通过第一成像装置120获取经透明基板10反射的结构光的结构光图像，然后通过PC终端140分析该结构光图像中的结构光点阵之间的间隙变化，及点阵在相机视野内的位移变化，即可精确定位出不同透明基板10上表面的位置变化。其中，透明基板10上下表面会在相机视野内成两组阵列图像，如图2所示，左侧的一组较为清晰，为经玻璃上表面反射的上表面的结构光图像，右侧的一组为经基板下表面反射的下表面的结构光图像。通过分析一组阵列(如左侧阵列)在相机视野范围内的左右偏移量、及点与点之间的间距变化，可以精确计算出不同的样品基板(如玻璃)，其上表面的位置变化，从而完成上表面位置的精确定位并反馈给第二成像装置130以控制其开始扫描的位置。

进一步地，将用于发射结构光的发射激光器110相对于位于水平面上的内置有信息码的透明基板10以预设角度安装固定，使得该结构光以预设入射角度照射于透明基板10表面。其中，所述预设角度与所述预设入射角度互为余角。例如，发射激光器110相对于透明基板10成45度安装，使得所述结构光以45度入射角照射于所述透明基板10表面。又例如，发射激光器110相对于透明基板10成30度安装，使得所述结构光以60度入射角照射于所述透明基板10表面。又例如，发射激光器110相对于透明基板10成60度安装，使得所述结构光以30度入射角照射于所述透明基板10表面。其中，需要说明的是，并不限于上述示例的30度、45度以及60度。该发射激光器110可以是采用垂直空腔表面发射激光器(Vertical CavitySurface Emitting Laser，VCSEL)，如采用欧司朗公司的VCSEL，该VCSEL产生的结构光为940nm的结构光(5*20粒点分布)，当然也可以是采用其他的能发射结构光的激光发射器。

将第一成像装置120安装在结构光的反射光路上，以保证结构光的图像经过透明基板10发射后准确落在第一成像装置120的相机视野范围内。例如，发射激光器110相对于透明基板10成45度安装，第一成像装置120相对于透明基板10成反向45度安装。第一成像装置120用于获取经所述透明基板10反射的结构光的结构光图像，并将所述结构光图像传输给PC终端140，以便PC终端140根据第一成像装置120获取到的结构光图像结合结构光定位的原理，确定出透明基板10上表面的位置。

第二成像装置130位于垂直于透明基板10(透明基板10位于水平面上)的Z轴方向上的高精度微调平台上，且在电机的驱动下可相对于Z轴方向上下移动，以便于根据PC终端140的控制获取不同位置处的信息码图像，并将获取到的不同位置处的信息码图像传输给PC终端140。进一步地，PC终端140在根据第一成像装置120获取到的结构光图像确定出透明基板10上表面的位置后，PC终端140控制高精度运动电机使第二成像装置130移动到与透明基板10上表面的位置齐平的位置，然后从该位置开始，按照预设间距从上至下移动，以获取不同位置处的信息码图像，例如，假设透明基板10的厚度为200um，以20um为间距，则PC终端140控制第二成像装置130获取0um(此时，第二成像装置130与透明基板10上表面的位置齐平的位置)处的信息码图像、获取距离上表面20um处的信息码图像、获取距离上表面40um处的信息码图像、获取距离上表面60um处的信息码图像、以此类推，则可以得到11张不同位置处的信息码图像。

其中，第一成像装置120和第二成像装置130均包括镜头和相机。由于二维码极小，为了提高二维码的读取率，第二成像装置130的镜头放大倍率可以大于第一成像装置120的镜头放大倍率，例如，第一成像装置120的镜头采用4倍远心镜头，此时，则第二成像装置130的镜头需要采用放大倍率大于4倍远心镜头的镜头，如采用4倍以上(如5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍等)的远心镜头。又例如，第二成像装置130的镜头采用10倍远心镜头，此时，第一成像装置120的镜头需要采用放大倍率小于10倍远心镜头的镜头，如采用10倍以上(如2倍、3倍、4倍、5倍、6倍等)的远心镜头。例如，一种实施实施方式下，第一成像装置120的镜头为4倍远心镜头，第二成像装置130的镜头为10倍远心镜头。

由于信息码如二维码内置于透明基板10如玻璃基板内部，为了能拍摄到的信息码图像，除了需要选择合适倍率的镜头外，还需要采用点光源150来点亮信息码。点光源150与透明基板10位于同一水平面，用于发射照明光，以照亮透明基板10内的信息码。其中，可选地，该点光源150的数量为2，分别位于透明基板10的左右两侧，即一侧一颗。两颗超亮点光源150，将光从基板侧面耦合进入基板内部点亮二维码，使得成像出的二维码为黑底白码。超亮点光源150与透明基板水平安装，并可以精确微调入射进基板侧面的角度。可以理解的是，该点光源150的数量也可以是1、3、4、等其他数值，例如，当点光源150的数量为1时，其可以是作为透明基板10的左侧也可以是右侧，当点光源150的数量为4时，其可以是位于透明基板10的前、后、左、右各一颗。

PC终端140在获取到第二成像装置130获取到的不同位置处的信息码图像后，根据这些不同位置处的信息码图像即可确定获取该信息码的最佳聚焦位置，并根据确定的最佳聚焦位置计算出该信息码所在位置到该透明基板10上表面的距离。PC终端140在获取该信息码的最佳聚焦位置时，作为一种实施方式，PC终端140通过聚焦值算法计算每张信息码图像的聚焦值，在得到每张信息码图像的聚焦值后，选取出聚焦值最大的信息码图像，将聚焦值最大的信息码图像对应的位置作为最佳聚焦位置。为了便于理解，结合上面的例子，假设透明基板10的厚度为200um，以20um为间距，则可以获得11张信息码图像，假设聚焦值最大的信息码图像对应的位置为80um，即为第二成像装置130从上表面的位置开始，按照预设间距(此时为20um)从上至下获取的第5张信息码图像，则最佳聚焦位置即为80um，在得到最佳聚焦位置后，通过高精度电机的位移距离也即可以得出信息码所在位置到透明基板10上表面的距离，如为80um。作为又一种实施方式，也可以是分析每张信息码图像的标准差，选取出标准差最大的信息码图像，将标准差最大的信息码图像对应的位置作为最佳聚焦位置。其原理与聚焦值的类似，标准差越大，图像越清晰。其中，需要说明的是，此处示例是将基板上表面的位置默认为零进行说明的，即等效于坐标原点来说的。

其中，需要说明的是，为了使获得的最佳聚焦位置更精确，预设间距可以根据需要进行调整，如在条件允许的情况下，尽量小一点，如设置成5um、10um等，以便可以获取更多不同位置处的信息码图像，进而使获得的最佳聚焦位置更精确。当然，预设间距调小之后，获取的不同位置处的信息码图像会变多，会增加计算时间。

PC终端140根据不同位置处的信息码图像确定出获取该信息码的最佳聚焦位置后，存储最佳聚焦位置对应的信息码图像，如存储80um处的信息码图像，以便通过读取最佳聚焦位置对应的信息码图像以获取到该透明基板10的基本信息。

其中，上述的透明基板10并不限于玻璃基板，还可以是亚克力板、PC(聚碳酸酯)板等透明基板10。上述的信息码，并不限于二维码，还可以是条形码、三维码等。本申请实施例还提供了一种应用于上述的结构光测深系统的测量信息码深度的方法，如图3所示，下面将结合图3对其所包含的步骤进行说明。

步骤S101：利用发射激光器发射以预设入射角度照射于内置有信息码的透明基板表面的结构光。

例如，利用发射激光器发射以预设入射角度为45度的结构光照射于内置有信息码的透明基板表面，其中，预设入射角度大于零小于90度。在利用第一成像装置获取经透明基板反射的结构光的结构光图像之前，需要先确定发射激光器相对于所述透明基板成预设角度安装，以及确定第一成像装置位于结构光的反射光路上，其中，预设角度与预设入射角度互为余角。

步骤S102：利用第一成像装置获取经所述透明基板反射的结构光的结构光图像，并根据所述结构光图像确定所述透明基板上表面的位置。

照射于透明基板表面的结构光经透明基板反射后进入第一成像装置的视野内，利用第一成像装置获取经所述透明基板反射的结构光的结构光图像，并将获得结构光图像传输给PC终端，以便PC终端根据获得的结构光图像确定出透明基板上表面的位置。

步骤S103：利用点光源发射照明光，以照亮所述透明基板内的信息码。

利用与透明基板位于同一水平面点光源发射照明光，以照亮透明基板内的信息码。可选地，该点光源的数量为2，分别位于透明基板的左右两侧，即一侧一颗。两颗超亮点光源，将光从基板侧面耦合进入基板内部点亮二维码，使得成像出的二维码为黑底白码。超亮点光源与透明基板水平安装，并可以精确微调入射进基板侧面的角度。

步骤S104：利用第二成像装置从所述上表面的位置开始，按照预设间距从上至下获取不同位置处的信息码图像。

PC终端在根据第一成像装置获取到的结构光图像确定出透明基板上表面的位置后，PC终端控制第二成像装置，利用第二成像装置从所述上表面的位置处开始，按照预设间距从上至下移动，以获取不同位置处的信息码图像。例如，假设透明基板的厚度为200um，以20um为间距，则PC终端控制第二成像装置获取0um(此时，第二成像装置与透明基板上表面的位置齐平的位置)处的信息码图像、获取距离上表面20um处的信息码图像、获取距离上表面40um处的信息码图像、获取距离上表面60um处的信息码图像、以此类推，则可以得到11张不同位置处的信息码图像。PC终端在获取到第二成像装置获取到的不同位置处的信息码图像后，根据这些不同位置处的信息码图像即可确定获取该信息码的最佳聚焦位置，并根据确定的最佳聚焦位置计算出该信息码所在位置到该透明基板上表面的距离。PC终端在获取该信息码的最佳聚焦位置时，作为一种实施方式，PC终端通过聚焦值算法计算每张信息码图像的聚焦值，在得到每张信息码图像的聚焦值后，选取出聚焦值最大的信息码图像，将聚焦值最大的信息码图像对应的位置作为最佳聚焦位置。为了便于理解，结合上面的例子，假设透明基板的厚度为200um，以20um为间距，则可以获得11张信息码图像，假设聚焦值最大的信息码图像对应的位置为80um，即为第二成像装置从上表面的位置开始，按照预设间距(此时为20um)从上至下获取的第5张信息码图像，则最佳聚焦位置即为80um，在得到最佳聚焦位置后，通过高精度电机的位移距离也即可以得出信息码所在位置到透明基板上表面的距离，如为80um。作为又一种实施方式，也可以是分析每张信息码图像的标准差，选取出标准差最大的信息码图像，将标准差最大的信息码图像对应的位置作为最佳聚焦位置。其原理与聚焦值的类似，标准差越大，图像越清晰。其中，需要说明的是，此处示例是将基板上表面的位置默认为零进行说明的，即等效于坐标原点来说的。步骤S105：根据获取到的不同位置处的信息码图像确定获取所述信息码的最佳聚焦位置，并根据所述最佳聚焦位置计算出所述信息码所在位置到所述透明基板上表面的距离。

PC终端根据不同位置处的信息码图像确定出获取该信息码的最佳聚焦位置后，存储最佳聚焦位置对应的信息码图像，如存储80um处的信息码图像，以便通过读取最佳聚焦位置对应的信息码图像以获取到该透明基板的基本信息。本申请实施例还提供了一种应用于上述结构光测深系统中的PC终端中的数据处理方法，如图4所示，下面将结合图4对其所包含的步骤进行说明。

步骤S201：接收来自于所述第二成像装置获取到的不同位置处的信息码图像。

PC终端接收第二成像装置获取到的不同位置处的信息码图像。在此之前，PC终端根据第一成像装置获取到的经透明基板反射的结构光的结构光图像，确定所述透明基板上表面的位置；然后控制所述第二成像装置从所述上表面的位置开始，按照预设间距从上至下移动，以获取不同位置处的信息码图像。进一步地，PC终端根据第一成像装置传输的结构光图像确定出透明基板上表面的位置后，控制高精度电机，以使第二成像装置移动至与述透明基板上表面齐平的位置处，并控制所述第二成像装置从所述上表面的位置开始，按照预设间距从上至下移动，以获取不同位置处的信息码图像。例如，假设透明基板的厚度为200um，以20um为间距，则PC终端控制第二成像装置获取0um(此时，第二成像装置与透明基板上表面的位置齐平的位置)处的信息码图像、获取距离上表面20um处的信息码图像、获取距离上表面40um处的信息码图像、获取距离上表面60um处的信息码图像、以此类推，则可以得到11张不同位置处的信息码图像。

步骤S202：根据所述不同位置处的信息码图像确定获取所述信息码的最佳聚焦位置。

PC终端在获取到第二成像装置获取到的不同位置处的信息码图像后，根据这些不同位置处的信息码图像即可确定获取该信息码的最佳聚焦位置。作为PC终端在获取该信息码的最佳聚焦位置时，作为一种实施方式，PC终端通过聚焦值算法计算每张信息码图像的聚焦值，在得到每张信息码图像的聚焦值后，选取出聚焦值最大的信息码图像，将聚焦值最大的信息码图像对应的位置作为最佳聚焦位置。为了便于理解，结合上面的例子，假设透明基板的厚度为200um，以20um为间距，则可以获得11张信息码图像，假设聚焦值最大的信息码图像对应的位置为80um，即为第二成像装置从上表面的位置开始，按照预设间距(此时为20um)从上至下获取的第5张信息码图像，则最佳聚焦位置即为80um。作为又一种实施方式，也可以是分析每张信息码图像的标准差，选取出标准差最大的信息码图像，将标准差最大的信息码图像对应的位置作为最佳聚焦位置。其原理与聚焦值的类似，标准差越大，图像越清晰。其中，需要说明的是，此处示例是将基板上表面的位置默认为零进行说明的，即等效于坐标原点来说的。

步骤S203：根据所述最佳聚焦位置计算出所述信息码所在位置到所述透明基板上表面的距离。

在得到最佳聚焦位置后，通过高精度电机的位移距离也即可以得出信息码所在位置到透明基板上表面的距离，如为80um。

PC终端根据不同位置处的信息码图像确定出获取该信息码的最佳聚焦位置后，存储最佳聚焦位置对应的信息码图像，如存储80um处的信息码图像，以便通过读取最佳聚焦位置对应的信息码图像以获取到该透明基板的基本信息。

如图5所示，本申请实施例还提供了一种应用于上述结构光测深系统中的PC终端中的数据处理装置200，该数据处理装置200包括：接收模块210、第一确定模块220以及计算模块230。

接收模块210，用于接收来自于所述第二成像装置获取到的不同位置处的信息码图像。

第一确定模块220，用于根据所述不同位置处的信息码图像确定获取所述信息码的最佳聚焦位置。可选地，所述第一确定模块220，具体用于：计算每张信息码图像的聚焦值；将聚焦值最大的信息码图像对应的位置作为所述最佳聚焦位置。

计算模块230，用于根据所述最佳聚焦位置计算出所述信息码所在位置到所述透明基板上表面的距离。

该数据处理装置200还包括：第二确定模块和控制模块。

第二确定模块，用于根据第一成像装置获取到的经透明基板反射的结构光的结构光图像，确定所述透明基板上表面的位置；

控制模块，用于控制所述第二成像装置从所述上表面的位置开始，按照预设间距从上至下移动，以获取不同位置处的信息码图像。

本申请实施例还提供了一种非易失性计算机可读取存储介质(以下简称存储介质)，该存储介质上存储有计算机程序，如上述的数据处理装置200，该计算机程序被计算机如上述的PC终端运行时，执行上述图4所示的数据处理方法所包含的步骤。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本发明实施例所提供的方法，其实现原理及产生的技术效果和前述系统实施例相同，为简要描述，方法实施例部分未提及之处，可参考前述系统实施例中相应内容。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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，笔记本电脑,服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种结构光测深系统，其特征在于，包括：

发射激光器，用于发射结构光，所述结构光以预设入射角度照射于位于水平面上的内置有信息码的透明基板表面，所述预设入射角度大于零小于90度；

第一成像装置，位于所述结构光的反射光路上，用于获取经所述透明基板反射的结构光的结构光图像，并将所述结构光图像传输给PC终端；

点光源，与所述透明基板位于同一水平面，用于发射照明光，以照亮所述透明基板内的信息码；

第二成像装置，位于垂直于所述透明基板的Z轴方向上，可相对于Z轴方向上下移动，用于根据所述PC终端的控制获取不同位置处的信息码图像，并将获取到的不同位置处的信息码图像传输给所述PC终端；

所述PC终端，用于根据所述结构光图像确定所述透明基板上表面的位置，并控制所述第二成像装置从所述上表面的位置开始，按照预设间距从上至下移动，以获取不同位置处的信息码图像，以及还用于根据所述第二成像装置获取到的不同位置处的信息码图像确定获取所述信息码的最佳聚焦位置，并根据所述最佳聚焦位置计算出所述信息码所在位置到所述透明基板上表面的距离。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射激光器相对于所述透明基板成45度安装，使得所述结构光以45度入射角照射于所述透明基板表面。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一成像装置的镜头放大倍率小于所述第二成像装置的镜头放大倍率。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一成像装置的镜头为4倍远心镜头，和/或所述第二成像装置的镜头为10倍远心镜头。

5.一种测量信息码深度的方法，其特征在于，应用于如权利要求1-4中任一项所述的结构光测深系统，所述方法包括：

利用发射激光器发射以预设入射角度照射于内置有信息码的透明基板表面的结构光；

利用第一成像装置获取经所述透明基板反射的结构光的结构光图像，并根据所述结构光图像确定所述透明基板上表面的位置；

利用点光源发射照明光，以照亮所述透明基板内的信息码；

利用第二成像装置从所述上表面的位置开始，按照预设间距从上至下移动，以获取不同位置处的信息码图像；

根据获取到的不同位置处的信息码图像确定获取所述信息码的最佳聚焦位置，并根据所述最佳聚焦位置计算出所述信息码所在位置到所述透明基板上表面的距离。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在利用第一成像装置获取经所述透明基板反射的结构光的结构光图像之前，所述方法还包括：

确定所述发射激光器相对于所述透明基板成预设角度安装，以及确定所述第一成像装置位于所述结构光的反射光路上，其中，所述预设角度与所述预设入射角度互为余角。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在利用第二成像装置从所述位置处开始，按照预设间距从上至下移动，以获取不同位置处的信息码图像之前，所述方法还包括：

确定所述第二成像装置与所述透明基板上表面的位置齐平。

8.一种数据处理方法，其特征在于，应用于如权利要求1-4中任一项所述的结构光测深系统中的PC终端，所述结构光测深系统还包括：点光源和第二成像装置，所述点光源与透明基板位于同一水平面，用于发射照明光以照亮所述透明基板内的信息码；所述第二成像装置位于垂直于所述透明基板的Z轴方向上，可相对于Z轴方向上下移动，用于根据所述PC终端的控制在不同位置处获取对应位置处的信息码图像；所述方法包括：

接收来自于所述第二成像装置获取到的不同位置处的信息码图像；

根据所述不同位置处的信息码图像确定获取所述信息码的最佳聚焦位置；

根据所述最佳聚焦位置计算出所述信息码所在位置到所述透明基板上表面的距离。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述不同位置处的信息码图像确定获取所述信息码的最佳聚焦位置，包括：

计算每张信息码图像的聚焦值；

将聚焦值最大的信息码图像对应的位置作为所述最佳聚焦位置。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述结构光测深系统还包括：第一成像装置，位于所述结构光的反射光路上，用于获取经所述透明基板反射的结构光的结构光图像；在接收来自于第二成像装置获取到的不同位置处的信息码图像之前，所述方法还包括：

根据第一成像装置获取到的经透明基板反射的结构光的结构光图像，确定所述透明基板上表面的位置；

控制所述第二成像装置从所述上表面的位置开始，按照预设间距从上至下移动，以获取不同位置处的信息码图像。

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