RU2718125C1 - Устройство для увеличения дальности проецирования структурированной подсветки для 3D сканирования - Google Patents
Устройство для увеличения дальности проецирования структурированной подсветки для 3D сканирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2718125C1 RU2718125C1 RU2019121829A RU2019121829A RU2718125C1 RU 2718125 C1 RU2718125 C1 RU 2718125C1 RU 2019121829 A RU2019121829 A RU 2019121829A RU 2019121829 A RU2019121829 A RU 2019121829A RU 2718125 C1 RU2718125 C1 RU 2718125C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- image
- template
- structured illumination
- optical
- optical system
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения, в частности к способам увеличения радиуса действия оптико-электронных проекционных систем для создания структурированной подсветки. Заявленное устройство для увеличения дальности проецирования структурированной подсветки для 3D сканирования содержит проецируемый шаблон структурированной подсветки, оптические элементы, формирующие изображение в процессе формирования проецируемого шаблона. При этом источник оптического излучения укреплен перед последовательно установленными формирующей изображение оптической системой, транспарантом с виртуальным изображением шаблона, блоком автофокусировки, приемной оптической системой, фотоприемным устройством регистрации изображения шаблона на контролируемом объекте и сравнения допустимого рабочего интервала с эталонным интервалом и передачи сигнала на вход вычислительного блока. Один из выходов вычислительного блока подключен к входу выходного устройства, а другой выход, параллельно, подключен к входам транспаранта и блоку автофокусировки для синхронизации параметров передающей оптической системой, масштаба изображения шаблона в зависимости от изменяющегося расстояния до объекта. Технический результат – увеличение радиуса действия оптико-электронных проекционных систем для создания структурированной подсветки. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения, в частности к способам увеличения радиуса действия оптико-электронных проекционных систем для создания структурированной подсветки. Изобретение может быть использовано в системах захвата движения, дальномерах, профилометрах, системах технического зрения, распознавания и в других устройствах с применением структурированной подсветки на основе пространственных шаблонов.
Известен лазерный прибор для проецирования структурированной картины освещения на сцену обеспечивающий возможность повышения яркости и проецируемого шаблона структурированной подсветки, полученного с помощью матриц лазеров VCSEL, что является улучшением одного из устройств для получения структурированной подсветки. Результат достигается применением одного или нескольких оптических элементов, формирующих изображение упомянутых матриц в пространстве формирования изображения и накладывающих изображения матриц в пространстве формирования изображения для формирования проецируемого шаблона. При этом оптический элемент формирования изображения выполнен так, что большинство пятен лучей в проецируемом шаблоне содержит, по меньшей мере, одно соседнее пятно луча, которое исходит от полупроводникового лазера другой матрицы. Это приводит к наложению изображений матриц [Патент РФ №2655475 С2 М. Кл. H01S 5/42, G01B 11/25, от 22.11.2013 г. (прототип)].
Недостатком данного устройства является то, что прибор не решает проблему малой дальности действия структурированной подсветки. Кроме того дальность действия оптико-электронных проекционных систем для структурированной подсветки ограничена мощностью источника излучения и изменением геометрических параметров изображения светового шаблона на объекте с увеличением расстояния.
Технической задачей изобретения является увеличение радиуса действия оптико-электронных проекционных систем для создания структурированной подсветки.
Указанная цель достигается формированием на поверхности контролируемого объекта структурированной подсветки путем освещения поверхности контролируемого объекта пучком оптического излучения, пространственно-модулированного по интенсивности при прохождении через транспарант с изображением виртуального шаблона с изменяемой рабочей площадью, что позволяет регулировать геометрические параметры структуры подсветки, и что в свою очередь, позволяет увеличить дальность действия до пределов, ограниченных только мощностью источника излучения. Геометрические параметры регулируются по изображению шаблона на фотоприемном устройстве.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг. 1 приведена блок-схема устройства проецирования структурированной подсветки для 3D сканирования, на Фиг. 2 показан алгоритм работы вычислительного блока.
Устройство проецирования структурированной подсветки для 3D сканирования содержит источник оптического излучения - 1, формирующую оптическую систему - 2, транспарант - 3 с изображением виртуального шаблона, блок автофокусировки - 4, поверхность контролируемого объекта - 5 (динамический объект), приемную оптическую систему - 6, фотоприемное устройство - 7, вычислительный блок - 8, выходное устройство - 9, на Фиг. 2 показан алгоритм работы вычислительного блока, где показаны: допустимый интервал - 10, эталонный интервал - 11 (команда - произвести сравнение с эталонным шаблоном), несовпадение сигнала с рабочим допустимым интервалом - 12 (команда - произвести сравнение непопадания сигнала в допустимый рабочий интервал), команда-сигнал - 13 (команда - произвести уменьшение рабочей зоны изображения виртуального шаблона), команда-сигнал - 14 (команда - произвести увеличение рабочей зоны изображения виртуального шаблона).
Устройство работает следующим образом.
Оптическое излучение, выходящее из источника - 1, проходит через формирующую оптическую систему - 2, затем через транспарант - 3 с изображением виртуального шаблона. Созданная таким образом структурируемая подсветка проецируется через блок автофокусировки - 4 на поверхность контролируемого объекта - 5 (динамический объект). Рельеф поверхности контролируемого объекта - 5 искажает изображение структурируемой подсветки. Далее изображение шаблона через приемную оптическую систему - 6 попадает в фотоприемное устройство - 7, где регистрируется изображение шаблона и передается сигнал на вход вычислительного блока - 8, который определяет размеры структуры изображения шаблона на фотоприемном устройстве - 7 и сравнивает его с допустимым интервалом.
Если размеры сигнала находятся в допустимом интервале - 10 то сигнал, полученный на фотоприемное устройство - 7 сравнивается с эталонным интервалом - 11 (команда - произвести сравнение с эталонным шаблоном), результаты подаются на выходное устройство - 9, предназначенное для визуализации результатов работы всего устройства проецирования структурированной подсветки для 3D сканирования
При несовпадении сигнала с допустимым рабочим интервалом - 12 на транспарант - 3 с изображением виртуального шаблона и блок автофокусировки - 4 подается команда-сигнал уменьшить - 13 (команда - произвести уменьшение рабочей зоны изображения виртуального шаблона), или команда-сигнал увеличить - 14 (команда - произвести увеличение рабочей зоны изображения виртуального шаблона) рабочую зону.
Цикл повторяется в зависимости от размеров структуры изображения шаблона на фотоприемном устройстве - 7, которые могут быть меньше или больше допустимого рабочего интервала - 12.
Таким образом достигается увеличение радиуса действия оптико-электронных проекционных систем и создается структурированная подсветка, то есть достигается формирование на поверхности контролируемого объекта - 5 структурированной подсветки путем освещения поверхности пучком оптического излучения, пространственно-модулированного по интенсивности при прохождении через транспарант - 3 с изображением виртуального шаблона с изменяемой рабочей площадью, что позволяет регулировать геометрические параметры структуры изображения шаблона подсветки на объекте, и в свою очередь позволяет увеличить дальность действия до пределов, ограниченных только мощностью источника излучения, а геометрические параметры регулируются по изображению шаблона на фотоприемном устройстве - 7.
Claims (1)
- Устройство для увеличения дальности проецирования структурированной подсветки для 3D сканирования, включающее проецируемый шаблон структурированной подсветки, оптические элементы, формирующие изображение в процессе формирования проецируемого шаблона, отличающееся тем, что источник оптического излучения укреплен перед последовательно установленными формирующей изображение оптической системой, транспарантом с виртуальным изображением шаблона, блоком автофокусировки, приемной оптической системой, фотоприемным устройством регистрации изображения шаблона на контролируемом объекте и сравнения допустимого рабочего интервала с эталонным интервалом и передачи сигнала на вход вычислительного блока, один из выходов вычислительного блока подключен к входу выходного устройства, а другой выход, параллельно, подключен к входам транспаранта и блоку автофокусировки для синхронизации параметров передающей оптической системой, масштаба изображения шаблона в зависимости от изменяющегося расстояния до объекта.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019121829A RU2718125C1 (ru) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | Устройство для увеличения дальности проецирования структурированной подсветки для 3D сканирования |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019121829A RU2718125C1 (ru) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | Устройство для увеличения дальности проецирования структурированной подсветки для 3D сканирования |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2718125C1 true RU2718125C1 (ru) | 2020-03-30 |
Family
ID=70156541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019121829A RU2718125C1 (ru) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | Устройство для увеличения дальности проецирования структурированной подсветки для 3D сканирования |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2718125C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2199718C1 (ru) * | 2001-12-11 | 2003-02-27 | А4 Визион С.А. | Устройство для бесконтактного контроля и распознавания поверхностей трехмерных объектов |
| US20080232679A1 (en) * | 2005-08-17 | 2008-09-25 | Hahn Daniel V | Apparatus and Method for 3-Dimensional Scanning of an Object |
| US20120293625A1 (en) * | 2011-05-18 | 2012-11-22 | Sick Ag | 3d-camera and method for the three-dimensional monitoring of a monitoring area |
| RU153982U1 (ru) * | 2014-12-19 | 2015-08-10 | Андрей Владимирович Климов | Устройство контроля линейных размеров трехмерных объектов |
| RU2655475C2 (ru) * | 2012-11-29 | 2018-05-28 | Конинклейке Филипс Н.В. | Лазерный прибор для проецирования структурированной картины освещения на сцену |
-
2019
- 2019-07-11 RU RU2019121829A patent/RU2718125C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2199718C1 (ru) * | 2001-12-11 | 2003-02-27 | А4 Визион С.А. | Устройство для бесконтактного контроля и распознавания поверхностей трехмерных объектов |
| US20080232679A1 (en) * | 2005-08-17 | 2008-09-25 | Hahn Daniel V | Apparatus and Method for 3-Dimensional Scanning of an Object |
| US20120293625A1 (en) * | 2011-05-18 | 2012-11-22 | Sick Ag | 3d-camera and method for the three-dimensional monitoring of a monitoring area |
| RU2655475C2 (ru) * | 2012-11-29 | 2018-05-28 | Конинклейке Филипс Н.В. | Лазерный прибор для проецирования структурированной картины освещения на сцену |
| RU153982U1 (ru) * | 2014-12-19 | 2015-08-10 | Андрей Владимирович Климов | Устройство контроля линейных размеров трехмерных объектов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103053167B (zh) | 扫描投影机及用于3d映射的图像捕获模块 | |
| KR102163728B1 (ko) | 거리영상 측정용 카메라 및 이를 이용한 거리영상 측정방법 | |
| JP6484072B2 (ja) | 物体検出装置 | |
| JP6484071B2 (ja) | 物体検出装置 | |
| KR102079181B1 (ko) | 패턴광 조사 장치 및 방법 | |
| CN108718406B (zh) | 一种可变焦3d深度相机及其成像方法 | |
| US9857702B2 (en) | Focusing leveling device | |
| US11523095B2 (en) | Mems mirror-based extended reality projection with eye-tracking | |
| CN111487639A (zh) | 一种激光测距装置及方法 | |
| KR20210018904A (ko) | 공초점 카메라에서 동적 투영 패턴을 생성하기 위한 디바이스, 방법 및 시스템 | |
| RU2718125C1 (ru) | Устройство для увеличения дальности проецирования структурированной подсветки для 3D сканирования | |
| JP2002188903A (ja) | 並列処理光学距離計 | |
| JP6273109B2 (ja) | 光干渉測定装置 | |
| US11326874B2 (en) | Structured light projection optical system for obtaining 3D data of object surface | |
| KR101806969B1 (ko) | 고정 패턴과 가변 초점 렌즈를 이용한 3차원 형상 획득 시스템 및 방법 | |
| KR100950590B1 (ko) | 집광 조명을 이용한 스캐닝 모아레 측정방법 | |
| KR101333161B1 (ko) | 공초점을 이용한 영상 처리 장치 및 이를 이용한 영상 처리 방법 | |
| CN209821513U (zh) | 一种直下式光学投射系统 | |
| US10368739B2 (en) | Eye examination apparatus | |
| CN110297225A (zh) | 光调制激光雷达系统 | |
| KR20210093675A (ko) | 멀티라인빔을 이용하는 머신비전 검사 장치 | |
| RU2746614C1 (ru) | Способ подавления встречной засветки при формировании изображений дорожного окружения перед транспортным средством и устройство для осуществления способа | |
| JP2021043297A (ja) | 画像検出装置、パルス照明装置、およびパルス照明方法 | |
| RU159203U1 (ru) | Устройство для настройки и контроля лазерного дальномера | |
| KR102545784B1 (ko) | 2차원 패턴 레이저 기반 3차원 스캐너 장치 |