发明名称 光学式三度空间数位资料获取系统
摘要
申请公布号 TW080697 申请公布日期 1986.09.16
申请号 TW074103944 申请日期 1985.09.05
申请人 西屋电气公司 发明人
分类号 H04N1/413 主分类号 H04N1/413
代理机构 代理人 林敏生 台北巿南京东路二段一二五号七楼伟成第一大楼
主权项 1.一种光学式三度空间数位资料获取系统,也就是决定物体上多个点的范围的一种方法,这些点使用一个投射器安置在三度空间的物体空间,另外使用一部具有多値图素位置的电视摄影机,可以用来侦测排列在一个X一Y平面的光线,摄影机的光轴与X一Y平面垂直,这种方法的特征是:将统一编码的一系列光条型样投射到物体上,投射的轴与电视摄影机的光轴成一倾斜的角度,因此有些经过编码的光线会被物体上的一些点反射到电视摄影机,光杰的编码方法是在一系列的型样中以统一的顺序使每一光条产生选择性暗或亮;记录在光条型样系统的每一个图索位置上所侦测到的反射光线,此反射光线具有编码过的型样;计算电视摄影机的每一个反射光线的点到每一个图素的距离,这种距离是图素的X-Y座标和在图素位置侦测到的编码化光信号的函数。2.如上述请求专利部份第1项所述之方法,其中型样的数目等于型样中的光条数目的log2。3如上述请求专利部份第2项所述之方法,其中光缘的型檬是边靠边的重复。4.如上述请求专利部份第2项所述之方法,它所包含的步骤有:投射一个额外的光条型样使每一个光条产生一个选定的同位数元,计算在每一个图素位置所侦测到的编码化光信号的同位数元的値,对于在任何图素所测到的编码化光信号经计算后与指定的同位数値不合者即加以去除。5.如请求专利部份第1项所述之方法,它所包含的步骤有:在物体空间建立一组X-Y-Z座标,使其X轴和Y轴分别与电视摄影机的图素阵列的对应轴互相平行,而Z轴与摄影机的光轴互相平行;其中投射的步骤包括将一系列经过编码的光条型样投射到物体空间,这些光条与座标的Y轴互相平行,沿着一个倾斜轴照在物体上,这个轴以一个倾斜角度与X轴和Z轴相交,因此有一些光线会被物体反射到电视摄影机;这种方法所包括步骤有:设定座标的X轴和Z轴上的标度,使光条与这两个轴倾斜相交的宽度等于分别在轴上的座标,以及设定在图素阵列的X轴上的座标,成为在座标的X轴上所设定的标度的函数;以统一顺序约二进数表示法对一些型样系列中的每一个光条进行编码,使光条选择性的具有明暗,然后光条被编码成连续数値的序号,从X-Y一z座标的原标点依照型样顺序编码;从侦测到编码过的光信号的图素位置减掉图素的X座标来计算将光线反射到每一个图素的点,在Z轴方向的距离。6.如上述请求专利部份第5项所述之方法,其中光条的型样边靠边重复所占的空间。7.如上述请求专利部份第4项所述之方法,其中X-Y-Z座标的原点大约位于物体空间的中心点,其中光条的编码沿着X轴离开原点的某一个方向编码为正数値的序号时,它的相反方向就编码为负数値的序号,而通常原点的光条就编为零序号。8.如上述请求专利部份第7项所述之方法,其中光条的塑样可以边靠边的重复,每一次重复时相对应的光条都保持相同的编码序号。9.如上述请求专利部份第7项所述之方法,它所包含的步骤有:投射一个额外的光条型样使每一个光条产生一个选定的同位数元,计算在每一个图素位置所侦测到的编码化光信号的同位数元的値,对于在任何图素所侦测到的编码光信号经计算后与指定的同位数元値不合者即加以去除。10.如上述请求专利部份第7项所述之方法,其中被编码成负数的光条以2补数的标记方法来表示,11.如上述请求专利部份第10项所述之方法,它所包含的步骤有:投射一个额外的光条型样使每一个光条产生一个选定的奇同位数元,计算每一个图素位置所侦测到的论码化光信号的同位数元的値,对于在任何图索所侦测到的编码光信号经计算后不是奇同位数値者即加以去除。12.用来决定在一个X-Y-Z座标系统中的一些物体上的点在Z方向位置的一个装置,包括有一个电视摄影机,此电视摄影机上有多个接收光线的图素排列成一个X-Y阵列与座标系统的X一Y平面互相平行,电视摄影机的光轴与Z轴互相平行,电视摄影机在每一个图素位置产生二进形式的X座标信号,其特征为:一个投射器用来将一系列统一编码的光条型样投射到物体上,沿着与电视摄影机的光轴成倾斜角度相交的一个轴之方向来投射,因此有些编码化的光线会被物体反射到电视摄影机,座标系统的X轴和Z轴上的标度由光条与各个轴倾斜相交的宽度来决定,图素阵列的X轴标度由座标系统的X轴的标度来决定;本装置包括有对每一个光条使其选择性的变成暗或亮的统一编码方法,用统一顺序的二进数表示法来表示一系列的型样,型样上的光条编码成连续的数値序号;计算物体上的点在Z方向的位置之方法,计算的方法是从图素接收到的编码化反射光信号中减掉在电视机摄影机中的每一个图素的X座标信号。13.如上述请求专利部份第12项所述之装置,其中投射器包括有光条型样边靠边的重复方法,其中的编码方法包括每一次重复时相对应的光条都保持相同编码序号的方法。14.如上述请求专利部份第12项所述之装置,其中电视摄影机的光轴与座标系统的Z轴一致;其中投射器投射的光条型样通过座标系统的X轴,有些光条在原点的一边,其他的光条则在原点的另外一边,同时有一光条会通过原点;其中编码方法是将光条编成有些光条为正的连续二进号码,有些光条为负的连续二进号码,而且有一个通过原点的光衡巨为零序光条。15.如上述请求专利部份第14项所述之装置,其中的编码方法所指的有些光条为负的连续二进号码要使用2的补数记法来表示。16.如上述请求专利部份第15项所述之装置,其中的投射器投射一个额外的光条型样;其中的编码方法将额外的型样编码成每一个光条的奇同位数元;其中的计算方法计算每一个图索所接收到的编码化光信号,并且将不是奇同位者去除。17.如上述请求专利部份第14项所述之装置,其中的投射器投射方法包括几个光条型样系列边靠边的重复,编码方法包括每一次重复时使相对应的光条保持相同编码序号的方法。
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