一種基于定焦鏡頭的大景深結構光測量方法技術

本發明專利技術公開了一種基于定焦鏡頭的大景深結構光測量方法，包括線結構光傳感器、定焦鏡頭、CCD傳感器；所述線結構光傳感器發出激光平面，所述激光平面與定焦鏡頭的光軸交于P點；所述定焦鏡頭光軸上、位于定焦鏡頭的背面設有傾斜放置的CCD傳感器，所述CCD傳感器與定焦鏡頭之間隔有間隙；所述CCD傳感器與線結構光傳感器之間形成傾斜設置的靶標平面，所述CCD傳感器的靶標平面與定焦鏡頭的光軸有一個夾角。本發明專利技術在不改變鏡頭焦距的前提下實現光斑在任意位置下的清晰成像，從而提高結構光傳感器的成像質量。

A large depth of field structured light measurement method based on fixed focus lens

The invention discloses an optical measurement method for large depth of field lens based on the structure, including the line structured light sensor, lens, CCD sensor; the line structured light sensor emits laser plane, the optical axis of the laser plane and fixed focus lens to p; the back focal lens, optical axis in the fixed focus lens with CCD sensor is inclined, there is a gap between the CCD sensor and fixed focus lens; target plane tilt set is formed between the CCD sensor with line structured light sensor, the optical axis of the target plane of the CCD sensor with fixed focus lens of an angle. The invention realizes the clear imaging of the light spot in any position without changing the focal length of the lens, thereby improving the imaging quality of the structure light sensor.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種基于定焦鏡頭的大景深結構光測量方法。
技術介紹
現有技術中，結構光傳感在三維測量中有廣泛的應用，其主要的原理是通過激光器或其他光源發出點或線結構光，照射到被測物體上，形成一個光斑，通過光學鏡頭進行成像，由CCD傳感器或CMOS傳感器獲取光斑信息并進行計算，獲得被測物體表面的三維信息，實現測量；但一般的定焦鏡頭都有景深問題，即被測物體上的光斑位置距離光學鏡頭距離發生變化時，會產生成像模糊的現象，使得測量產生誤差。采用自動變焦鏡頭，雖然也可以通過鏡頭焦距改變使得成像清晰，但此時光學參數會發生改變，從而產生測量誤差。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供提高結構光傳感器成像質量的一種基于定焦鏡頭的大景深結構光測量方法。在不改變鏡頭焦距的前提下實現光斑在任意位置下的清晰成像。本專利技術的目的是這樣實現的：一種基于定焦鏡頭的大景深結構光測量方法，包括線結構光傳感器、定焦鏡頭、CCD傳感器；所述線結構光傳感器發出激光平面，所述激光平面與定焦鏡頭的光軸交于P點；所述定焦鏡頭光軸上、位于定焦鏡頭的背面設有傾斜放置的CCD傳感器，所述CCD傳感器與定焦鏡頭之間隔有間隙；所述CCD傳感器與線結構光傳感器之間形成傾斜設置的靶標平面，所述CCD傳感器的靶標平面與定焦鏡頭的光軸有一個夾角α；假定所述定焦鏡頭的焦距為f，所述線結構光傳感器位置Q到定焦鏡頭位置O的距離為h，P到O的距離為v，v和α滿足如下關系：。與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于：由于定焦鏡頭的設置，在焦距不變的前提下，可以實現光斑在任意位置下成像；由于線結構光傳感器發出的激光平面上所有點都成像在CCD傳感器的靶標平面上，只要在激光平面上的點，不管距離相機鏡頭為多大，都能夠清晰成像，從而獲得大景深測量，提高結構光傳感器的成像質量。作為本專利技術的改進，所述的線結構光傳感器可以替換為點結構光傳感器。作為本專利技術的進一步改進，所述的CCD傳感器可以替換為CMOS傳感器。附圖說明圖1為本專利技術的示意圖。圖2為本專利技術的構成原理圖。其中，1線結構光傳感器，2CCD傳感器，3定焦鏡頭，4激光平面，5靶標平面。具體實施方式如圖1-2所示，一種基于定焦鏡頭的大景深結構光測量方法，包括線結構光傳感器1、定焦鏡頭3、CCD傳感器2；線結構光傳感器1發出激光平面4，激光平面4與定焦鏡頭3的光軸交于P點；定焦鏡頭3光軸上、位于定焦鏡頭3的背面設有傾斜放置的CCD傳感器2，CCD傳感器2與定焦鏡頭3之間隔有間隙；CCD傳感器2與線結構光傳感器1之間形成傾斜設置的靶標平面5，CCD傳感器2的靶標平面5與定焦鏡頭3的光軸有一個夾角α；假定定焦鏡頭3的焦距為f，線結構光傳感器1位置Q到定焦鏡頭3位置O的距離為h，P到O的距離為v，v和α滿足如下關系：。上述線結構光傳感器1可以替換為點結構光傳感器。上述CCD傳感器2可以替換為CMOS傳感器。本專利技術的工作原理闡述如下，將CCD傳感器2的靶標平面5進行傾斜放置；CCD傳感器2的靶標平面5與定焦鏡頭3光軸形成的夾角α同結構光的位置、鏡頭焦距有精確關聯，關聯公式如下：公式中α為CCD傳感器2的靶標平面5與定焦鏡頭3光軸形成的夾角α，f為假定定焦鏡頭3的焦距，h為線結構光傳感器1位置Q到定焦鏡頭3位置O的距離，v為P到O的距離。此時，線結構光傳感器1或點結構光傳感器發出的激光平面4上所有點都成像在CCD傳感器2或CMOS傳感器的靶標平面5上，只要在激光平面4上的點，不管距離相機鏡頭為多大，都能夠清晰成像，從而獲得大景深測量。本專利技術并不局限于上述實施例，在本專利技術公開的技術方案的基礎上，本領域的技術人員根據所公開的
技術實現思路
，不需要創造性的勞動就可以對其中的一些技術特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本專利技術的保護范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于定焦鏡頭的大景深結構光測量方法，其特征在于：包括線結構光傳感器（1）、定焦鏡頭（3）、CCD傳感器（2）；所述線結構光傳感器（1）發出激光平面（4），所述激光平面（4）與定焦鏡頭（3）的光軸交于P點；所述定焦鏡頭（3）光軸上、位于定焦鏡頭（3）的背面設有傾斜放置的CCD傳感器（2），所述CCD傳感器（2）與定焦鏡頭（3）之間隔有間隙；所述CCD傳感器（2）與線結構光傳感器（1）之間形成傾斜設置的靶標平面（5），所述CCD傳感器（2）的靶標平面（5）與定焦鏡頭（3）的光軸有一個夾角α；假定所述定焦鏡頭（3）的焦距為f，所述線結構光傳感器（1）位置Q到定焦鏡頭（3）位置O的距離為h，P到O的距離為v，?v和α滿足如下關系：。

【技術特征摘要】
1.一種基于定焦鏡頭的大景深結構光測量方法，其特征在于：包括線結構光傳感器（1）、定焦鏡頭（3）、CCD傳感器（2）；所述線結構光傳感器（1）發出激光平面（4），所述激光平面（4）與定焦鏡頭（3）的光軸交于P點；所述定焦鏡頭（3）光軸上、位于定焦鏡頭（3）的背面設有傾斜放置的CCD傳感器（2），所述CCD傳感器（2）與定焦鏡頭（3）之間隔有間隙；所述CCD傳感器（2）與線結構光傳感器（1）之間形成傾斜設置的靶標平面（5），所述CCD傳感器（2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉凱，李龍，王志祥，
申請(專利權)人：江蘇瑞伯特視覺科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32