本發明(ming)涉(she)及三維掃描(miao)領域，特別涉(she)及一種手持式結構(gou)光(guang)三維掃描(miao)儀增益自動調(diao)節方法。
背景技術：
在(zai)三(san)維(wei)(wei)掃(sao)描(miao)(miao)領域，手持式(shi)結構(gou)光(guang)(guang)掃(sao)描(miao)(miao)儀(yi)是一(yi)種新(xin)技術。由于(yu)環境光(guang)(guang)的(de)(de)不確定性(xing)和(he)被測(ce)物體的(de)(de)不確定性(xing)，用戶(hu)在(zai)使用掃(sao)描(miao)(miao)儀(yi)時，一(yi)般要求在(zai)一(yi)組結構(gou)光(guang)(guang)掃(sao)描(miao)(miao)的(de)(de)過程中，既可以(yi)使圖(tu)像的(de)(de)亮度(du)和(he)對(dui)比(bi)度(du)符合求解三(san)維(wei)(wei)數據的(de)(de)要求，又(you)要保持在(zai)同一(yi)組結構(gou)光(guang)(guang)掃(sao)描(miao)(miao)過程中，掃(sao)描(miao)(miao)儀(yi)圖(tu)像傳感裝置(zhi)的(de)(de)曝光(guang)(guang)時間及模擬增益保持恒(heng)定。因此需要對(dui)掃(sao)描(miao)(miao)儀(yi)曝光(guang)(guang)時間和(he)模擬增益進行調節并固定。
在手(shou)持三(san)(san)(san)維(wei)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)儀工作(zuo)過程中，為了(le)獲取(qu)完整的(de)(de)(de)三(san)(san)(san)維(wei)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)數據(ju)，需要(yao)(yao)對(dui)(dui)被測物體(ti)(ti)各(ge)個(ge)面分別進(jin)(jin)行(xing)結(jie)(jie)(jie)構(gou)光(guang)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)，獲得(de)各(ge)個(ge)面的(de)(de)(de)三(san)(san)(san)維(wei)數據(ju)后，再進(jin)(jin)行(xing)拼接。為保(bao)證(zheng)系統工作(zuo)的(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)性和同步性，要(yao)(yao)求圖(tu)像傳(chuan)感裝(zhuang)置的(de)(de)(de)曝光(guang)時間(jian)固定(ding)(ding)。為保(bao)證(zheng)每個(ge)面都可以獲得(de)質量(liang)(liang)相(xiang)對(dui)(dui)較高的(de)(de)(de)三(san)(san)(san)維(wei)數據(ju)，除了(le)需要(yao)(yao)保(bao)障結(jie)(jie)(jie)構(gou)光(guang)圖(tu)像的(de)(de)(de)整體(ti)(ti)亮度(du)和對(dui)(dui)比度(du)之外(wai)，還(huan)需要(yao)(yao)保(bao)障在同一組結(jie)(jie)(jie)構(gou)光(guang)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)內的(de)(de)(de)多張圖(tu)片的(de)(de)(de)增益(yi)值一致(zhi)。所以手(shou)持式結(jie)(jie)(jie)構(gou)光(guang)三(san)(san)(san)維(wei)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)儀需要(yao)(yao)在不(bu)進(jin)(jin)行(xing)結(jie)(jie)(jie)構(gou)光(guang)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)的(de)(de)(de)時間(jian)內不(bu)斷(duan)調節圖(tu)像傳(chuan)感裝(zhuang)置的(de)(de)(de)增益(yi)值；而在進(jin)(jin)行(xing)三(san)(san)(san)維(wei)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(miao)時，固定(ding)(ding)該值，以保(bao)障三(san)(san)(san)維(wei)數據(ju)的(de)(de)(de)獲取(qu)質量(liang)(liang)。
技術實現要素：
1.目的
針對手持(chi)三維結構光掃描(miao)儀所需解決的(de)上述問題，本發明希望提供(gong)一種手持(chi)式結構光三維掃描(miao)儀增益(yi)自(zi)動調節方法(fa)，其既可(ke)以使圖(tu)像(xiang)(xiang)的(de)亮度和對比度符(fu)合求解三維數(shu)據的(de)要求，又要保(bao)持(chi)在同一組結構光掃描(miao)過程中，掃描(miao)儀圖(tu)像(xiang)(xiang)傳感裝置的(de)曝光時間及模擬增益(yi)保(bao)持(chi)恒定。
2.技術方案
具(ju)體而言，本發(fa)明一種手(shou)持式結構光三維掃描儀(yi)增益(yi)自動調節(jie)方(fang)(fang)法，所(suo)屬方(fang)(fang)法用于手(shou)持式掃描儀(yi)的增益(yi)調整，其特征(zheng)在于，該(gai)方(fang)(fang)法包括如下(xia)步驟：
步驟1：結構光(guang)投影(ying)裝置(zhi)投射檢光(guang)圖像；
步驟2：啟動結(jie)構光投射區域光強監(jian)測；
步驟3：將(jiang)結構光投(tou)影裝置投(tou)射出的圖案對準被掃(sao)描區域；
步驟4：等(deng)待掃(sao)描儀啟動(dong)掃(sao)描信號；
步驟5：根據檢測到的光(guang)強，確(que)定圖像傳感器的增益(yi)；
步驟6：啟動并完成結構光掃(sao)描；
步(bu)驟7：重新投射檢光圖像并開始光強(qiang)監測。
進(jin)一步的(de)，所述的(de)增益自動(dong)調節(jie)方法，其特征(zheng)在于，所述的(de)手持式三維(wei)掃描(miao)儀由結構光投影(ying)裝(zhuang)置和圖像傳感裝(zhuang)置組成，且投影(ying)區(qu)域(yu)與(yu)圖像傳感區(qu)域(yu)基本一致。
進一步的(de)，所述的(de)增益(yi)(yi)自動(dong)調(diao)節方法，其特征在于，所述的(de)圖像傳感(gan)裝(zhuang)置的(de)運行(xing)參(can)數包括：曝光(guang)時間(jian)(jian)和模擬增益(yi)(yi)。曝光(guang)時間(jian)(jian)固(gu)(gu)定，模擬增益(yi)(yi)具(ju)有(you)兩種模式：連續(xu)調(diao)節模式以及固(gu)(gu)定增益(yi)(yi)模式。
進一步(bu)的(de)，所述的(de)結(jie)構(gou)光投影裝置運行狀態包括：投射(she)檢光圖像和結(jie)構(gou)光掃描。
進一(yi)步的(de)，所(suo)(suo)述的(de)增益自動調節方(fang)法，所(suo)(suo)述的(de)檢光圖(tu)像可(ke)以(yi)是(shi)有(you)圖(tu)案(an)的(de)圖(tu)像，也可(ke)以(yi)是(shi)沒有(you)圖(tu)案(an)的(de)純灰度圖(tu)。
進一步(bu)的，所述的步(bu)驟(zou)2包(bao)括(kuo)：
步驟(zou)2.1：圖像傳感(gan)裝(zhuang)置的模擬(ni)增益進(jin)入連(lian)續調節模式；
步(bu)驟2.2：根據當前(qian)幀(zhen)圖像整體(ti)亮度的平均值(zhi)調節模(mo)擬增益值(zhi)。
進一步(bu)的，所述的步(bu)驟(zou)5包括：
步驟(zou)5.1：獲得(de)最(zui)近(jin)一幀圖像的整體亮度；
步驟5.2：將該亮度值(zhi)乘以一個增強系數(shu)，作為圖(tu)像傳感器的(de)增益固定值(zhi)；
步驟5.3：圖像傳(chuan)感裝置進入固(gu)定增益模式。
附圖說明
本(ben)(ben)發(fa)明(ming)(ming)(ming)(ming)所附附圖(tu)主要是為了方便對本(ben)(ben)發(fa)明(ming)(ming)(ming)(ming)的(de)進一步理解(jie)，本(ben)(ben)發(fa)明(ming)(ming)(ming)(ming)的(de)適宜性實(shi)施例僅用于解(jie)釋(shi)本(ben)(ben)發(fa)明(ming)(ming)(ming)(ming)，并不構成(cheng)對本(ben)(ben)發(fa)明(ming)(ming)(ming)(ming)的(de)不當限(xian)定。在附圖(tu)中：
圖(tu)1為本發明增(zeng)益自動調節(jie)整體流(liu)程圖(tu)。
具體實施方式
本方(fang)案具體實施的設備條件為(wei)一臺手持式三維(wei)掃(sao)描儀，該掃(sao)描儀由一個結構光投影裝(zhuang)置(zhi)和圖像(xiang)傳感(gan)裝(zhuang)置(zhi)組成。
下(xia)面結合附圖對(dui)本發明(ming)的方法進行詳細描(miao)述。
本發明的(de)方法(fa)提供(gong)一種手持(chi)式結構光(guang)三維掃(sao)描(miao)(miao)儀增益自動調節(jie)方法(fa)，其既(ji)可以使圖(tu)像(xiang)的(de)亮度和對比(bi)度符合求解三維數據的(de)要(yao)求，又要(yao)保持(chi)在同一組(zu)結構光(guang)掃(sao)描(miao)(miao)過程中，掃(sao)描(miao)(miao)儀圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感裝置的(de)曝光(guang)時間及模擬(ni)增益保持(chi)恒(heng)定。
步驟1：結構光(guang)投影裝置投射檢光(guang)圖像；
檢光圖像(xiang)可以是(shi)有(you)圖案的圖像(xiang)，也可以是(shi)沒有(you)圖案的純灰度圖，它的作用是(shi)為測量提供基礎亮(liang)度，以協助計(ji)算模(mo)擬增益值。
步(bu)驟2：啟(qi)動結構光(guang)投射區域光(guang)強監測；
結構(gou)光投射區域(yu)即為亮度檢測區域(yu)，圖(tu)像傳感裝置的(de)模(mo)(mo)擬增益進入連續調(diao)節(jie)模(mo)(mo)式；并根據當前幀(zhen)圖(tu)像整體亮度的(de)平均值調(diao)節(jie)模(mo)(mo)擬增益值。
步驟3：將(jiang)結(jie)構光投影裝置投射出的圖案(an)對(dui)準被掃(sao)描區域。
步驟(zou)4：等待(dai)掃描儀啟動掃描信(xin)號。
步驟(zou)5：根據檢測到的光強(qiang)，確定圖像傳(chuan)感(gan)器的增益；
圖像傳感裝置(zhi)首(shou)先獲得最(zui)近一幀圖像的(de)整體亮度；然后(hou)將該亮度值乘以一個增(zeng)強(qiang)系(xi)數，作(zuo)為圖像傳感器的(de)增(zeng)益固定值；最(zui)后(hou)使圖像傳感裝置(zhi)進入固定增(zeng)益模式(shi)。
步驟6：啟動并(bing)完成結構光掃描；
步(bu)驟7：重新(xin)投射檢(jian)光(guang)圖(tu)像并(bing)開(kai)始光(guang)強監測。