CN111175988B - 结构光投射模组组装装置的检测、校准和组装方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种结构光投射模组的组装装置的检测方法，包括：根据基准面确定所述组装装置的虚设几何中心；以所述虚设几何中心为参考组装待验证投射模组，并将所述待验证投射模组固定至验证装置，其中，所述验证装置具有标板和与所述组装装置相同的基准面；旋转所述验证装置以将所述待验证投射模组旋转至多个不同角度，并且获取所述待验证投射模组在旋转至所述多个不同角度时分别投射到所述验证装置的标板上的图案；以及根据所获取的图案确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差。本申请还提供了相应的校准、组装方法和检测系统。本申请可以实现对结构光投射模组的组装装置的检测和校准。

Description

结构光投射模组组装装置的检测、校准和组装方法

技术领域

本申请涉及光学技术领域，具体地说，本申请涉及一种结构光投射模组的检测、校准和组装方法。

背景技术

随着消费领域的逐渐升级，3D成像技术被应用于消费领域的需求也日益迫切，3D成像技术除了对目标物体进行成像外还可以获取目标物体的深度信息，根据深度信息可以进一步实现3D人脸识别、虚拟场景建模、人机交互等功能。同时，又要求3D成像设备能够满足低功率、高性能、小型化的要求，以被设置于便于携带的电子终端设备中。

目前，已有3D成像技术方案中，结构光方案是较为成熟且应用广泛应用的。结构光方案主要分为两种：一种为散斑结构光，一种为光编码结构光。结构光用于向空间中投射特定图案，结构光投射模组包括投射光源组件与镜头组件，其中，投射光源组件包括VCSEL(垂直腔面发射激光器)光源阵列，散斑结构光的镜头组件包括准直元件与光学衍射元件(DOE)，光编码结构光的镜头组件包括光编码元件。结构光投射模组是结构光模组的核心组成，投射光源组件发出的光线经准直元件与衍射元件或者光编码器与镜头后向投射场范围内投射调制后的特定图案，为满足算法匹配，要求最终投向目标物体的结构光图案为均匀、不相关图案。结构光投射模组的各部件安装位置的相对偏移和倾斜都会影响投射的图案，因此，结构光投射模组的组装精度要求极高。并且在组装过程中，由于投射的图案为不规则图案，因此，投射图案的中心点位置难以确定，给组装带来了极大的困难。

为此，提供检测及校准方法，通过调整投射模组固定器和标板，进而确定虚设几何中心，并根据虚设几何中心组装待验证投射模组的投射光源组件与镜头组件，在待验证投射模组组装后对其进行中心位置测量以对虚设几何中心进行补偿，从而提高投射模组的组装精度。

发明内容

本申请旨在提供一种能够克服现有技术的至少一个缺陷的解决方案。

根据本申请的一个方面，提供了一种结构光投射模组的组装装置的检测方法，其特征在于，包括：

根据基准面确定所述组装装置的虚设几何中心；

以所述虚设几何中心为参考组装待验证投射模组，并将所述待验证投射模组固定至验证装置，其中，所述验证装置具有标板和与所述组装装置相同的基准面；

旋转所述验证装置以将所述待验证投射模组旋转至多个不同角度，并且获取所述待验证投射模组在旋转至所述多个不同角度时分别投射到所述验证装置的标板上的图案；以及根据所获取的图案确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差。

在一个实施方式中，所述组装装置包括标板和用于承载待组装投射模组的平台，所述平台具有基准中心，所述根据基准面确定所述组装装置的虚设几何中心的步骤包括：

将所述基准面的、穿过所述基准中心的法线与所述组装装置的标板的交点确定为所述虚设几何中心。

在一个实施方式中，所述组装装置包括标板和用于承载待组装投射模组的平台，所述平台具有旋转轴和基准中心，所述根据基准面确定所述组装装置的虚设几何中心的步骤包括：

以所述平台的旋转轴为参考确定基准面，其中，所述旋转轴与所述基准面垂直；

调节所述组装装置的标板使所述组装装置的标板的下表面与所述组装装置的基准面平行；以及

根据调节后的所述标板确定所述组装装置的虚设几何中心。

在一个实施方式中，所述结构光投射模组组装装置包括标板和用于承载待组装投射模组的平台，所述平台具有基准中心，所述根据调节后的所述标板确定所述组装装置的虚设几何中心的步骤包括：

从所述平台的基准中心沿着所述平台的旋转轴向所述组装装置的标板投射激光；以及

将所述激光与所述组装装置的标板的交点作为所述虚设几何中心。

在一个实施方式中，在所述根据基准面确定所述组装装置的虚设几何中心的步骤中，使用坐标测量仪调节所述组装装置的标板。

在一个实施方式中，所述组装装置还包括相机，所述根据基准面确定所述组装装置的虚设几何中心的步骤还包括：

根据所述虚设几何中心调整所述组装装置的相机；以及

使所述组装装置的相机的镜头中心与所述虚设几何中心的连线垂直于所述组装装置的标板。

在一个实施方式中，在所述旋转所述验证装置以将所述待验证投射模组旋转至多个不同角度，并且获取所述待验证投射模组在旋转至所述多个不同角度时分别投射到所述验证装置的标板上的图案的步骤中，所述将所述待验证投射模组旋转至多个不同角度包括：

将所述待验证投射模组旋转180度过程中获取多个不同角度；或者

将所述待验证投射模组旋转360度过程中获取多个不同角度。

在一个实施方式中，所述待验证投射模组具有投射中心线，所述根据所获取的图案确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差的步骤包括：

通过所述待验证投射模组的投射中心线所旋转形成的圆弧轨迹的圆心确定所述验证装置的几何中心；以及

确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差。

在一个实施方式中，所述通过所述待验证投射模组的投射中心线所旋转形成的圆弧轨迹的圆心确定所述验证装置的几何中心的步骤包括：

将所述待验证投射模组旋转180度或者360度过程中获取多个不同角度；

使用所述投射中心线在所述多个不同角度时与所述验证装置的标版的交点确定所述圆弧轨迹；以及

根据所述圆弧轨迹确定所述验证装置的几何中心。

在一个实施方式中，所述确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差的步骤包括：

将所述基准面的法线与所述待验证投射模组的投射中心线之间的夹角确定为所述偏差。

根据本申请的一个方面，提供了一种结构光投射模组的组装装置的校准方法，包括：

根据基准面确定所述组装装置的虚设几何中心；

以所述虚设几何中心为参考组装待验证投射模组，并将所述待验证投射模组固定至验证装置，其中，所述验证装置具有标板和与所述组装装置相同的基准面；

旋转所述验证装置以将所述待验证投射模组旋转至多个不同角度，并且获取所述待验证投射模组在旋转至所述多个不同角度时分别投射到所述验证装置的标板上的图案；

根据所获取的图案确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差；以及

对所述偏差进行补偿。

在一个实施方式中，所述对所述偏差进行补偿的步骤包括：

根据所确定的所述偏差对所述虚设几何中心进行反向补偿得到补偿后的虚设几何中心；以及

在组装投射模组时，所述组装装置以所述的补偿后的虚设几何中心作为参考，来对待组装投射模组的各部件进行校准。

在一个实施方式中，所述的根据所确定的所述偏差对所述虚设几何中心进行反向补偿包括：

利用数据处理算法对所述虚设几何中心进行反向补偿。

在一个实施方式中，所述待验证投射模组具有投射中心线，所述根据所获取的图案确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差的步骤包括：

通过所述待验证投射模组的投射中心线所旋转形成的圆弧轨迹的圆心确定所述验证装置的几何中心；以及

确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差。

在一个实施方式中，所述确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差的步骤包括：

将所述基准面的法线与所述待验证投射模组的投射中心线之间的夹角确定为所述偏差。

根据本申请的一个方面，提供了一种结构光投射模组的组装方法，包括：

根据基准面确定所述组装装置的虚设几何中心；

以所述虚设几何中心为参考组装待验证投射模组，并将所述待验证投射模组固定至验证装置，其中，所述验证装置具有标板和与所述组装装置相同的基准面；

旋转所述验证装置以将所述待验证投射模组旋转至多个不同角度，并且获取所述待验证投射模组在旋转至所述多个不同角度时分别投射到所述验证装置的标板上的图案；

根据所获取的图案确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差；

对所述偏差进行补偿；以及

使用补偿后的所述组装装置组装结构光投射模组。

在一个实施方式中，所述对所述偏差进行补偿的步骤还包括：

根据所确定的所述偏差对所述虚设几何中心进行反向补偿得到补偿后的虚设几何中心。

在一个实施方式中，所述使用补偿后的所述组装装置组装结构光投射模组的步骤还包括：

在组装投射模组时，所述组装装置以所述的补偿后的虚设几何中心作为参考，来对待组装投射模组的各部件进行组装。

根据本申请的一个方面，提供了一种结构光投射模组的组装装置的检测系统，包括：

组装装置，具有根据基准面确定的虚设几何中心；

验证装置，用于固定和验证以所述虚设几何中心为参考组装的投射模组，并具有标板和与所述组装装置相同的基准面；

其中，所述验证装置能够被旋转以将所述待验证投射模组旋转至多个不同角度，并且获取所述待验证投射模组在旋转至所述多个不同角度时分别投射到所述验证装置的标板上的图案，以及根据所获取的图案确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差。

在一个实施方式中，所述组装装置包括标板和用于承载待组装投射模组的平台，所述平台具有基准中心；

其中，将所述基准面的、穿过所述基准中心的法线与所述组装装置的标板的交点确定为所述虚设几何中心。

在一个实施方式中，

所述平台可调节以使所述平台的旋转轴与所述基准面垂直；

所述组装装置的标板可调节以使所述组装装置的标板的下表面与所述基准面平行；

其中，根据调节后的所述标板确定所述组装装置的虚设几何中心。

在一个实施方式中，所述结构光投射模组组装装置包括标板和用于承载待组装投射模组的平台，所述平台具有旋转轴和基准中心；

其中，从所述平台的基准中心沿着所述平台的旋转轴向所述组装装置的标板投射激光，并将所述激光与所述组装装置的标板的交点作为所述虚设几何中心。

在一个实施方式中，所述将所述待验证投射模组旋转至多个不同角度包括：

将所述待验证投射模组旋转180度或360度过程中获取多个不同角度。

在一个实施方式中，所述待验证投射模组具有投射中心线，所述验证装置的几何中心通过所述待验证投射模组的投射中心线所旋转形成的圆弧轨迹的圆心确定；

其中，所述圆弧轨迹通过使用所述投射中心线在所述多个不同角度时与所述验证装置的标版的交点确定。

在一个实施方式中，将所述基准面的法线与所述待验证投射模组的投射中心线之间的夹角确定为所述偏差。

与现有技术相比，本申请具有下列至少一个技术效果：

1、本申请可以检测出结构光投射模组的组装装置所组装的投射模组的误差。

2、本申请根据结构光投射模组的组装装置所组装的投射模组的误差对组装装置进行校准，校正组装装置的虚拟几何中心的位置。

3、本申请根据校正后的组装装置进行投射模组的组装，能够提高投射模组的组装精度。

附图说明

在参考附图中示出示例性实施例。本文中公开的实施例和附图应被视作说明性的，而非限制性的。

图1示出了本申请一个实施例的结构光投射模组的组装装置的标板调整前的示意图；

图2示出了本申请一个实施例的结构光投射模组的组装装置的标板调整后的示意图；

图3示出了本申请一个实施例的结构光投射模组的组装装置的相机调整前的示意图；

图4示出了本申请一个实施例的结构光投射模组的组装装置的相机调整后的示意图；

图5示出了本申请一个实施例的结构光投射模组的组装装置的布置有待验证的结构光投射模组的示意图；

图6示出了本申请一个实施例的结构光投射模组的组装装置的结构光投射模组调整后的示意图；

图7示出了本申请一个实施例的结构光投射模组的验证装置的固定有结构光投射模组的示意图；

图8示出了本申请一个实施例的结构光投射模组组装装置的检测方法的流程图；

图9示出了根据本申请另一个方面的、另一个实施方式的用于结构光投射模组组装装置的校准方法的流程图；

图10示出了根据本申请另一个方面的、还一个实施方式的用于结构光投射模组组装装置的组装方法的流程图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一主体也可被称作第二主体。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可以”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

如在本文中使用的，用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本申请图1示出了本申请一个实施例的结构光投射模组的组装装置的标板调整前的示意图。如图1所示，结构光投射模组的组装装置100包括平台20、标板30和基准面80(六关节测量仪的虚拟平面)，其中平台20具有用于承靠结构光投射模组的基准中心201(在图2中，基准中心具体为定位孔，该定位孔用于安装投射模组固定器(未示出))。参考图1，在初始位置中，标板30的下表面不平行于基准面80，需要进一步调整。在一个实施方式中，以平台20的旋转轴为参考确定基准面80，使以平台20的旋转轴与基准面80垂直。

图2示出了本申请一个实施例的结构光投射模组的组装装置的标板30调整后的示意图。如图2所示，以基准面80为参考，调整标板30，使标板30的接收投射图案的下表面302与基准面80平行。其中，六关节测量仪以基准面80为基准，平台调整标板30，使得标板30的下表面302与基准面80平行，调整完后，相对于支架90固定标板30，使标板30固定在下表面302与基准面80平行的位置处。参考图2，以平台20的基准中心201为垂足，垂直于基准平面80向标板30作一垂线，得到与标板30下表面302的一个交点，并将该交点作为虚设几何中心301。

图3示出了本申请一个实施例的结构光投射模组的组装装置的相机调整前的示意图。如图3所示，安装在标板30上方的相机40的镜头中心401与虚设几何中心301之间的连线未垂直于标板30。图4示出了本申请一个实施例的结构光投射模组的组装装置的相机调整后的示意图。在图4中，以虚设几何中心301为参考，对相机40进行调整，调整后使相机40的镜头中心401与虚设几何中心301之间的连线垂直于标板30，即垂直于基准平面80。参考图4，安装在基准中心201上的投射模组固定器(未示出)适于固定结构光投射模组，结构光投射模组可承靠在投射模组固定器上，标板30适于接收固定在投射模组固定器上的结构光投射模组所发射的结构光图案，相机40适于拍摄标板30所接收的结构光图案，并将所拍摄的结构光图案的图像发送至计算机。其中，相机40所拍摄的图像中，虚拟几何中心位于所拍摄的图像的中心。

在一个实施例中，以将所述基准面的、穿过所述基准中心的所述基准面的法线与所述组装装置的标板的交点确定为所述虚设几何中心。

在一个实施例中，从所述平台的基准中心沿着所述平台的旋转轴向所述组装装置的标板投射激光，将所述激光与所述组装装置的标板的交点作为所述虚设几何中心。在一个实施例中，平台20的基准中心201上方固定的投射模组固定器可选地为夹具，该夹具用于固定结构光投射模组。

在一个实施例中，平台20不具有基准中心201，以用于固定结构光投射模组的投射模组固定器的夹持限位区域的中心来代替基准中心201用于确定虚设几何中心301。

图5示出了本申请一个实施例的结构光投射模组的组装装置的布置有待组装的结构光投射模组的示意图。在图5中，结构光投射模组包括投射光源组件50和镜头组件60，投射光源组件50投射的光线经过镜头组件60准直和衍射后形成图案投射在标板30上。在图5中，未组装完成的结构光投射模组的投射中心线501在标板30上的投影与虚设几何中心301没有重合，存在角度偏差，需要进一步调整。以图5中的虚设几何中心301为参考，调整投射光源组件50和镜头组件60的相对位置，使结构光投射模组的投射中心线501在标板30上的投影与虚设几何中心301重合。其中，在调节过程中，将投射光源组件50固定在投射模组固定器上，使用多自由度调节设备夹持镜头组件60，多自由度调节设备不断相对于投射光源组件50移动或转动，从而调节投射中心线501的投射角度，使得投射中心线501与虚设几何中心301重合。在其它实施例中，也可以固定镜头组件60，使用多自由度调节设备夹持投射光源组件50进行移动或转动，使得投射中心线501与虚设几何中心301重合。其另外其它实施例中，也可以同时使用两台多自由度调节设备分别夹持投射光源组件50和镜头组件60，同时对投射光源组件50和镜头组件60进行调整，使得投射中心线501与虚设几何中心301重合。

图6示出了本申请一个实施例的结构光投射模组的组装装置的结构光投射模组调整后的示意图。在图6中，通过调节结构光投射模组的投射光源组件50和镜头组件60的相对位置，使投射模组的投射中心线501与在标板30上的投影与虚设几何中心301重合。

使用调节设备将投射中心线501与虚设几何中心301重合后，使用多自由度调节设备将镜头组件60移开，然后使用画胶设备在投射光源组件50的上表面布置粘结胶材，画胶结束后，使用多自由度调节设备将镜头组件60移回至先前的投射中心线501与虚设几何中心301重合的位置处，将镜头组件60与投射光源组件50通过粘结胶材固定连接。其中，将镜头组件60与投射光源组件50通过粘结胶材连接后，通过紫外曝光灯照射使得胶材快速固化，从而实现镜头组件60与投射光源组件50的相对固定。

在前述步骤中，虽然调节了结构光投射模组的投射光源组件50和镜头组件60的相对位置，但是本领域技术人员可知，在使用外部设备调整标板30和相机40的过程中，由于设备本身的精度以及操作等而带入的误差，使得虚设几何中心相对于实际的几何中心存在偏差。因此，上述过程组装得到的投射模组为待验证投射模组。图7示出了本申请一个实施例的结构光投射模组的验证装置200的固定有结构光投射模组的示意图。在图7中，验证装置200为结构光投射模组的标准检测机构，将组装后的所述待验证投射模组固定至旋转装置70上。参考图7，旋转装置70旋转待验证投射模组，将待验证投射模组旋转至多个不同角度时，相机40’分别获取对应的标板30’上的投射图案，并将图案的图像传输至计算机。

参考图7，计算机根据投射模组的投射中心线501在标板30’上的轨迹，计算确定虚设几何中心相对于验证装置的几何中心的偏差。

在以上实施例中，以基准面80为参考，对投射模组固定器和标板30进行了调整，调整后以平台的基准中心201为垂足，垂直于基准平面80向标板30作一垂线，得到与标板30的下表面302的一个交点，并将该交点作为虚设几何中心301，并以虚设几何中心301为参考对相机40进行调整，同时还以虚设几何中心301为参考调整结构光投射模组的投射光源组件50与镜头组件60的相对位置，使得投射中心线501在标板30上的投影与虚设几何中心301重合。在对投射光源组件50和镜头组件60组装后，将组装后的待验证投射模组固定至验证装置200进行检测，获得虚设几何中心相对于验证装置的几何中心的偏差。

在一个实施例中，所述验证装置与所述结构光投射模组组装装置具有同一基准面，其中，同一基准面可以理解为所述验证装置与所述结构光投射模组组装装置的基准面相同，也可以理解为所述验证装置与所述结构光投射模组组装装置的基准面互相平行。

在一个实施例中，使用六关节测量仪调节所述标板和所述相机，使平台的旋转轴与所述结构光投射模组组装装置的基准面垂直，以及使所述标板的下表面与所述结构光投射模组组装装置的基准面平行。

在一个实施例中，旋转至多个不同角度是在所述待验证投射模组旋转180度过程中所取的多个不同角度；或者在所述待验证投射模组旋转360度过程中所取的多个不同角度。

在一个实施例中，验证装置的几何中心是通过所述待验证投射模组的投射中心线501所旋转形成的圆弧轨迹的圆心所确定。

在一个实施例中，将待验证投射模组旋转180度或者360度过程中获取多个不同角度，使用所述投射中心线在所述多个不同角度时与所述验证装置的标版的交点确定所述圆弧轨迹，根据所述圆弧轨迹确定所述验证装置的几何中心。在一个实施例中，将基准面的法线与投射中心线之间的夹角确定为偏差。其中，验证装置在对待验证投射模组进行检测时，待验证投射模组向验证装置的标板投射的结构光的图案中心(通常为图案中最亮的位置)为投射中心线所投射的投射中心，在验证装置旋转待验证投射模组时，因为误差使得投射中心线并不完全垂直于验证装置的标板，所以通过旋转待验证投射模组使投射中心在验证装置的标板上旋转形成圆弧，以该圆弧确定的圆心为验证装置的几何中心，根据圆弧与圆心的距离以及验证装置的标板与待验证投射模的距离可以获得基准面的法线与投射中心线之间的夹角。其中，以投射中心线与验证装置的标板的初始交点到验证装置的几何中心的方向作为夹角的矢量方向。在一个实施例中，对所述偏差进行补偿的步骤包括：将组装装置的虚设几何中心沿着矢量方向移动一定距离，其中，该一定距离与圆弧轨迹与验证装置的几何中心之间的距离相等。

下面将参照附图8描述根据本申请另一个方面的、用于结构光投射模组组装装置的检测方法1000的流程图。如图8所示，检测方法1000包括以下步骤S1001～S1007：

S1001：以平台20的旋转轴为参考确定基准面80，使以平台20的旋转轴与基准面80垂直。

S1002：以基准面80为参考，调整标板30，使标板30的下表面302与基准面80平行。

S1003：将相机40安装在标板30上方，对相机40进行调整，使相机40的镜头中心401与虚设几何中心301之间的连线垂直于标板30。

S1004：将待组装的结构光投射模组固定在投射模组固定器上，调整投射光源组件50和镜头组件60的相对位置，使结构光投射模组的投射中心线501在标板30上的投影与虚设几何中心301重合。

S1005：组装所述待验证投射模组的投射光源组件50和镜头组件60。

S1006：将组装后的所述待验证投射模组固定至验证装置200的旋转装置70上，旋转待验证投射模组，旋转至多个不同角度时分别获取对应的标板上的投射图案。

S1007：根据所获取的对应于所述多个不同角度的所述投射图案，确定虚设几何中心相对于验证装置的几何中心的偏差。

图9所示为根据本申请另一个方面的、另一个实施方式的用于结构光投射模组组装装置的校准方法2000的流程图。如图9所示，校准方法2000包括以下步骤S2001～S2005：

S2001)根据基准面确定所述组装装置的虚设几何中心。

S2002)以所述虚设几何中心为参考组装待验证投射模组，并将所述待验证投射模组固定至验证装置，其中，所述验证装置具有标板和与所述组装装置相同的基准面。

S2003)旋转所述验证装置以将所述待验证投射模组旋转至多个不同角度，并且获取所述待验证投射模组在旋转至所述多个不同角度时分别投射到所述验证装置的标板上的图案。

S2004)根据所获取的图案确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差。

S2005)对所述偏差进行补偿。

其中，在步骤S2005)中，对所述偏差进行补偿具体是：根据所确定的所述偏差，将所述虚设几何中心在反向上移动相应的距离，从而补偿虚设几何中心，进而在组装投射模组时，所述组装装置以所述的补偿后的虚设几何中心作为参考，来对待组装投射模组的各部件进行组装校准。

在该实施例中，根据验证装置的几何中心与所述虚设几何中心的偏差并对所述偏差进行补偿。在以上调整中，通过偏差补偿提高了结构光投射模组的组装精度，进一步的提高了结构光投射模组的投射图案的质量。

进一步地，在一个实施例中，在步骤S2005中，所述补偿所述偏差是指通过软件重新调整所述结构光投射模组组装装置的虚设几何中心的位置，得到实际的几何中心，进而以实际的几何中心为参考进行组装投射模组。其中，软件调整具体为：利用数据处理算法对所述虚设几何中心进行反向补偿，即，根据在验证装置中检测的偏差，获得虚拟几何中心相对于验证装置的几何中心的坐标差值，然后在组装装置中根据坐标差值，将虚拟几何中心重新确定为实际的几何中心。

进一步地，在一个实施例中，在步骤S2004包括：通过所述待验证投射模组的投射中心线所旋转形成的圆弧轨迹的圆心确定所述验证装置的几何中心，确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差。

进一步地，在一个实施例中，在步骤S2004包括：将基准面的法线与投射中心线之间的夹角确定为偏差。验证装置图10所示为根据本申请另一个方面的、还一个实施方式的用于结构光投射模组组装装置的组装方法3000的流程图。如图10所示，校准方法2000包括以下步骤S3001～S3006：

S3001)根据基准面确定所述组装装置的虚设几何中心。

S3002)以所述虚设几何中心为参考组装待验证投射模组，并将所述待验证投射模组固定至验证装置，其中，所述验证装置具有标板和与所述组装装置相同的基准面。

S3003)旋转所述验证装置以将所述待验证投射模组旋转至多个不同角度，并且获取所述待验证投射模组在旋转至所述多个不同角度时分别投射到所述验证装置的标板上的图案。

S3004)根据所获取的图案确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差。

S3005)对所述偏差进行补偿。

S3006)使用补偿后的所述组装装置组装结构光投射模组。

进一步地，本申请的另外的实施例中，还提供了一种结构光投射模组的组装装置的检测系统，该检测系统包括组装装置和验证装置，其中：

组装装置具有根据基准面确定的虚设几何中心；验证装置用于固定和验证以所述虚设几何中心为参考组装的投射模组，并具有标板和与所述组装装置相同的基准面，所述验证装置能够被旋转以将所述待验证投射模组旋转至多个不同角度，并且获取所述待验证投射模组在旋转至所述多个不同角度时分别投射到所述验证装置的标板上的图案，以及根据所获取的图案确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差。

以上描述仅为本申请的较佳实施方式以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (26)

1.一种结构光投射模组的组装装置的检测方法，其特征在于，包括：

根据基准面确定所述组装装置的虚设几何中心；

以所述虚设几何中心为参考组装待验证投射模组，并将所述待验证投射模组固定至验证装置，其中，所述验证装置具有标板和与所述组装装置相同的基准面；

旋转所述验证装置以将所述待验证投射模组旋转至多个不同角度，并且通过所述验证装置的相机获取所述待验证投射模组在旋转至所述多个不同角度时分别投射到所述验证装置的标板上的图案；以及

根据所获取的图案确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述组装装置包括标板和用于承载待组装投射模组的平台，所述平台具有基准中心，所述根据基准面确定所述组装装置的虚设几何中心的步骤包括：

将所述基准面的、穿过所述基准中心的法线与所述组装装置的标板的交点确定为所述虚设几何中心。

3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述组装装置包括标板和用于承载待组装投射模组的平台，所述平台具有旋转轴和基准中心，所述根据基准面确定所述组装装置的虚设几何中心的步骤包括：

以所述平台的旋转轴为参考确定基准面，其中，所述旋转轴与所述基准面垂直；

调节所述组装装置的标板使所述组装装置的标板的下表面与所述组装装置的基准面平行；以及

根据调节后的所述标板确定所述组装装置的虚设几何中心。

4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述结构光投射模组组装装置包括标板和用于承载所述待组装投射模组的平台，所述平台具有基准中心，所述根据调节后的所述标板确定所述组装装置的虚设几何中心的步骤包括：

从所述平台的基准中心沿着所述平台的旋转轴向所述组装装置的标板投射激光；以及

将所述激光与所述组装装置的标板的交点作为所述虚设几何中心。

5.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，在所述根据基准面确定所述组装装置的虚设几何中心的步骤中，使用坐标测量仪调节所述组装装置的标板。

6.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述组装装置还包括相机，所述根据基准面确定所述组装装置的虚设几何中心的步骤还包括：

根据所述虚设几何中心调整所述组装装置的相机；以及

使所述组装装置的相机的镜头中心与所述虚设几何中心的连线垂直于所述组装装置的标板。

7.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在所述旋转所述验证装置以将所述待验证投射模组旋转至多个不同角度，并且获取所述待验证投射模组在旋转至所述多个不同角度时分别投射到所述验证装置的标板上的图案的步骤中，所述将所述待验证投射模组旋转至多个不同角度包括：

将所述待验证投射模组旋转180度过程中获取多个不同角度；或者

将所述待验证投射模组旋转360度过程中获取多个不同角度。

8.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述待验证投射模组具有投射中心线，所述根据所获取的图案确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差的步骤包括：

通过所述待验证投射模组的投射中心线所旋转形成的圆弧轨迹的圆心确定所述验证装置的几何中心；以及

确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差。

9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述通过所述待验证投射模组的投射中心线所旋转形成的圆弧轨迹的圆心确定所述验证装置的几何中心的步骤包括：

将所述待验证投射模组旋转180度或者360度过程中获取多个不同角度；

使用所述投射中心线在所述多个不同角度时与所述验证装置的标版的交点确定所述圆弧轨迹；以及

根据所述圆弧轨迹确定所述验证装置的几何中心。

10.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差的步骤包括：

将所述验证装置的基准面的法线与所述待验证投射模组的投射中心线之间的夹角确定为所述偏差。

11.一种结构光投射模组的组装装置的校准方法，其特征在于，包括：

根据基准面确定所述组装装置的虚设几何中心；

以所述虚设几何中心为参考组装待验证投射模组，并将所述待验证投射模组固定至验证装置，其中，所述验证装置具有标板和与所述组装装置相同的基准面；

旋转所述验证装置以将所述待验证投射模组旋转至多个不同角度，并且通过所述验证装置的相机获取所述待验证投射模组在旋转至所述多个不同角度时分别投射到所述验证装置的标板上的图案；

根据所获取的图案确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差；以及

对所述偏差进行补偿。

12.根据权利要求11所述的校准方法，其特征在于，所述对所述偏差进行补偿的步骤包括：

根据所确定的所述偏差对所述虚设几何中心进行反向补偿得到补偿后的虚设几何中心；以及

在组装投射模组时，所述组装装置以所述的补偿后的虚设几何中心作为参考，来对待组装投射模组的各部件进行校准。

13.根据权利要求12所述的校准方法，其特征在于，所述的根据所确定的所述偏差对所述虚设几何中心进行反向补偿包括：

利用数据处理算法对所述虚设几何中心进行反向补偿。

14.根据权利要求11所述的校准方法，其特征在于，所述待验证投射模组具有投射中心线，所述根据所获取的图案确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差的步骤包括：

通过所述待验证投射模组的投射中心线所旋转形成的圆弧轨迹的圆心确定所述验证装置的几何中心；以及

确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差。

15.根据权利要求14所述的校准方法，其特征在于，所述确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差的步骤包括：

将所述基准面的法线与所述待验证投射模组的投射中心线之间的夹角确定为所述偏差。

16.根据权利要求15所述的校准方法，其特征在于，以所述投射中心线与所述验证装置的标板的初始交点到所述验证装置的几何中心的方向作为夹角的矢量方向，所述对所述偏差进行补偿的步骤包括：

将所述组装装置的虚设几何中心沿着所述矢量方向移动一定距离，其中，所述一定距离与所述圆弧轨迹与所述验证装置的几何中心之间的距离相等。

17.一种结构光投射模组的组装方法，其特征在于，包括：

根据基准面确定组装装置的虚设几何中心；

以所述虚设几何中心为参考组装待验证投射模组，并将所述待验证投射模组固定至验证装置，其中，所述验证装置具有标板和与所述组装装置相同的基准面；

旋转所述验证装置以将所述待验证投射模组旋转至多个不同角度，并且通过所述验证装置的相机获取所述待验证投射模组在旋转至所述多个不同角度时分别投射到所述验证装置的标板上的图案；

根据所获取的图案确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差；

对所述偏差进行补偿；以及

使用补偿后的所述组装装置组装结构光投射模组。

18.根据权利要求17所述的组装方法，其特征在于，所述对所述偏差进行补偿的步骤还包括：

根据所确定的所述偏差对所述虚设几何中心进行反向补偿得到补偿后的虚设几何中心。

19.根据权利要求17所述的组装方法，其特征在于，所述使用补偿后的所述组装装置组装结构光投射模组的步骤还包括：

在组装投射模组时，所述组装装置以所述的补偿后的虚设几何中心作为参考，来对待组装投射模组的各部件进行组装。

20.一种结构光投射模组的组装装置的检测系统，其特征在于，包括：

组装装置，具有根据基准面确定的虚设几何中心；

验证装置，用于固定和验证以所述虚设几何中心为参考组装的投射模组，并具有标板和与所述组装装置相同的基准面；

其中，所述验证装置能够被旋转以将待验证投射模组旋转至多个不同角度，并且通过所述验证装置的相机获取所述待验证投射模组在旋转至所述多个不同角度时分别投射到所述验证装置的标板上的图案；以及

根据所获取的图案确定所述虚设几何中心相对于所述验证装置的几何中心的偏差。

21.根据权利要求20所述的检测系统，其特征在于，所述组装装置包括标板和用于承载待组装投射模组的平台，所述平台具有基准中心；

其中，将所述基准面的、穿过所述基准中心的法线与所述组装装置的标板的交点确定为所述虚设几何中心。

22.根据权利要求20所述的检测系统，其特征在于，

平台可调节以使所述平台的旋转轴与所述基准面垂直；

所述组装装置的标板可调节以使所述组装装置的标板的下表面与所述基准面平行；

其中，根据调节后的所述标板确定所述组装装置的虚设几何中心。

23.根据权利要求22所述的检测系统，其特征在于，所述结构光投射模组组装装置包括标板和用于承载待组装投射模组的平台，所述平台具有旋转轴和基准中心；

其中，从所述平台的基准中心沿着所述平台的旋转轴向所述组装装置的标板投射激光，并将所述激光与所述组装装置的标板的交点作为所述虚设几何中心。

24.根据权利要求20所述的检测系统，其特征在于，所述将所述待验证投射模组旋转至多个不同角度包括：

将所述待验证投射模组旋转180度或360度过程中获取多个不同角度。

25.根据权利要求24所述的检测系统，其特征在于，所述待验证投射模组具有投射中心线，所述验证装置的几何中心通过所述待验证投射模组的投射中心线所旋转形成的圆弧轨迹的圆心确定；

其中，所述圆弧轨迹通过使用所述投射中心线在所述多个不同角度时与所述验证装置的标版的交点确定。

26.根据权利要求25所述的检测系统，其特征在于，将所述基准面的法线与所述待验证投射模组的投射中心线之间的夹角确定为所述偏差。

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