平面倾斜测试方法及设备与流程

文档序号:15948978发布日期:2018-11-14 04:52阅读:403来源:国知局

本申请实施例涉及图像处理技术领域,尤其涉一种平面倾斜测试方法及一种测试设备。

背景技术

在手机摄像模组生产中,需要对测试摄像模组进行测试。解像力参数作为摄像模组影像质量评价的重要指标,在进行测试该参数时需要保证测试环境满足摄像模组所在第一平面与测试目标所在第二平面尽可能平行。因此,为了保证测试结果的准确性,在测试摄像模组解像力参数前需要检测上述测试环境中第一平面与第二平面是否平行。

现有技术中,在检测测试环境是否满足第一平面与第二平面平行的测试条件,通常采用激光测距仪分别检测第一平面与第二平面相对的四个角之间的距离。如果检测获得四个角之间的检测距离与测试距离之差在误差范围内,例如在正负2cm(厘米)之内,则认为该测试环境达到测试要求。

但这种测试方式,仅能获得两个平面上的测试点之间位置关系,精确度较低,不能准确反映出两个平面之间的位置关系,且在测试过程中易受到人为因素干扰,造成检测结果的精确度较低。



技术实现要素:

本申请实施例提供一种平面倾斜测试方法及测试设备,可检测获得测试模组所在平面与测试目标所在平面之间的位置关系,进一步提高了检测结果的精确度。

本申请提供了一种平面倾斜测试方法,包括:

在测试位置采集测试目标的景深图像;

确定所述景深图像中包括所述测试目标预设采样位置的深度信息的像素点为采样点;

基于所述采样点对应的深度信息建立三维坐标系,并确定所述采样点的采样坐标值;

在所述三维坐标系下,确定所述采样点投影至所述测试位置所在第一平面的投影坐标值;

基于所述采样坐标值及所述投影坐标值,计算所述测试目标所在第二平面与所述第一平面的平面夹角。

优选地,景深模组边缘清晰度高;

所述确定所述景深图像中包括所述测试目标预设采样位置的深度信息的像素点为采样点包括:

确定所述景深图像中包括所述深度信息的位于所述景深图像中心位置的像素点及位于所述景深图像边缘区域的像素点为采样点。

优选地,景深模组边缘畸变;

所述确定所述景深图像中包括所述测试目标预设采样位置的深度信息的像素点为采样点包括:

确定所述景深图像中包括所述深度信息的位于所述景深图像中心位置的像素点,及位于所述景深图像中心区域的像素点为采样点。

优选地,所述基于所述采样坐标值及所述投影坐标值,计算所述测试目标所在第二平面与所述第一平面的平面夹角包括:

确定所述采样点中,位于同一直线上且与所述景深图像任一边缘平行的至少一组分组采样点;

基于每组分组采样点对应的投影坐标值,分别计算位于所述第一平面上对应每组分组采样点的第一直线的第一直线方程;

基于所述每组分组采样点对应的采样坐标值,分别计算位于所述第二平面上对应每组分组采样点的第二直线的第二直线方程;

基于所述第一直线方程及所述第二直线方程,计算每组分组采样点分别所述对应的第一直线及第二直线之间的夹角,获得至少一个平面子夹角;

对每一个平面子夹角进行求和平均,获得所述第一平面与所述第二平面的平面夹角。

优选地,所述基于所述采样点对应的深度信息建立三维坐标系,并确定所述采样点的采样坐标值包括:

基于所述采样点对应的深度信息,建立以所述景深图像中的中心位置对应的采样点为坐标原点的三维坐标系;

确定所述采样点在所述三维坐标系下的采样坐标值。

优选地,所述在所述三维坐标系下,确定所述采样点投影至所述测试位置所在第一平面的投影坐标值包括:

在所述三维空间坐标系下平移所述第一平面,使得所述第二平面的中心与所述第一平面的中心在所述坐标原点处相交;

确定所述采样点在所述三维坐标系下投影至所述第一平面的投影坐标值。

优选地,所述采样点包括位于所述第一平面与所述第二平面相交线上的至少一个中心线采样点,及分别关于所述每个中心线采样点对称且位于所述第二平面两边的第一边缘采样点及第二边缘采样点;其中,每个中心线采样点与对应的第一边缘采样点及所述第一边缘采样点投影至第一平面的第一投影采样点构成至每个中心线采样点对应的平面子夹角;

所述基于所述采样坐标值及所述投影坐标值,计算所述测试目标所在第二平面与所述第一平面的平面夹角包括:

分别将每个所述第一边缘采样点的采样坐标值与对应的所述投影坐标值做差,获得每个第一边缘采样点对应的第一距离;

分别将所述第二边缘采样点的采样坐标值及对应的所述投影坐标值做差,获得每个第二边缘采样点对应的第二距离;

分别将每个中心线采样点的采样坐标值与对应的所述第一边缘采样点的投影坐标值做差,获得每个中心线采样点对应的第三距离;

分别将每个中心线采样点的采样坐标值与对应的所述第二边缘采样点的投影坐标值做差,获得每个中心线采样点对应的第四距离;

基于所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述第四距离,计算获得每个中心采样点分别对应的平面子夹角;

对所述每个中心线采样点分别对应的平面子夹角进行求和平均,获得所述第一平面与所述第二平面的平面夹角。

优选地,所述基于所述采样坐标值及所述投影坐标值,计算所述测试目标所在第二平面与所述第一平面的平面夹角包括:

基于所述采样点对应的投影坐标值,拟合获得所述第一平面的第一平面方程;

基于所述采样点对应的采样坐标值,拟合获得所述第二平面的第二平面方程;

基于所述第一平面方程及所述第二平面方程,按照平面夹角公式计算所述第一平面及所述第二平面的平面夹角。

优选地,在基于所述采样坐标值及所述投影坐标值,计算所述测试目标所在第二平面与所述第一平面的平面夹角之后,还包括:

基于所述平面夹角判断所述第一平面与所述第二平面是否平行;

如果平行,判断所述景深图像中对应所述测试目标至少两个预设采样位置的深度信息是否满足平整条件;

如果是,确定所述测试目标的表面平整;

如果否,确定所述测试目标的表面不平整;

如果不平行,调整景深模组与所述测试目标的角度后继续执行判断所述第一平面与所述第二平面是否平行的步骤。

本身申请提供了一种平面倾斜测试设备,包括处理组件和存储组件;所述存储组件存储一条或多条计算机程序指令;所述处理组件用于调用并执行所述一条或多条计算机程序指令以实现:

在测试位置采集测试目标的景深图像;

确定所述景深图像中包括所述测试目标的预设采样位置深度信息的像素点为采样点;

基于所述采样点对应的深度信息建立三维坐标系,并确定所述采样点的采样坐标值;

在所述三维坐标系下,确定所述采样点投影至所述测试位置所在第一平面的投影坐标值;

基于所述采样坐标值及所述投影坐标值,计算所述测试目标所在第二平面与所述第一平面的平面夹角。

本申请实施实例提供了一种平面倾斜测试方法及设备,通过在测试位置采集测试目标的景深图像。确定所述景深图像中包括所述测试目标预设采样位置的深度信息的像素点为采样点。基于所述采样点对应的深度信息建立三维坐标系,并确定所述采样点的采样坐标值。在所述三维坐标系下,确定所述采样点投影至所述测试位置所在第一平面的投影坐标值。基于所述采样坐标值及所述投影坐标值,计算所述测试目标所在第二平面与所述第一平面的平面夹角。本申请方案可以大大提高检测结果的精确度,基于获得的平面夹角获得测试模组所在平面与测试目标所在平面之间的位置关系。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请提供的一种平面倾斜测试方法一个实施例的结构示意图;

图2示出了本申请提供的一种平面倾斜测试方法又一个实施例的结构示意图;

图3示出了本申请提供的一种平面子夹角一个实施例的示意图;

图4示出了本申请提供的一种平面倾斜测试方法另一个实施例的结构示意图;

图5示出了本申请提供的一种平面倾斜测试装置一个实施例的结构示意图;;

图6示出了本申请提供的一种平面倾斜测试装置又一个实施例的结构示意图;

图7示出了本申请提供的一种平面倾斜测试装置另一个实施例的结构示意图;

图8示出了本申请提供的一种平面倾斜测试设备一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中,包含了按照特定顺序出现的多个操作,但是应该清楚了解,这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行,操作的序号如101、102等,仅仅是用于区分开各个不同的操作,序号本身不代表任何的执行顺序。另外,这些流程可以包括更多或更少的操作,并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是,本文中的“第一”、“第二”等描述,是用于区分不同的消息、设备、模块等,不代表先后顺序,也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

本申请实施例适用但不限于对手机摄像模组测试条件的检测,还可以用于测试任两个平面的相对倾斜角度、平面的平整度或平面等,可应用于多领域的工程技术领域,在此不做具体限定。

下面将结合附图对本申请技术方案进行详细描述。

图1为本申请实施例提供的一种平面倾斜测试方法一个实施例的流程图。该方法可以包括:

101:在测试位置采集测试目标的景深图像。

该测试位置可以是测试模组所在位置,也可以是预设的标定位置,测试目标设置于预先标定好距离的位置。本申请实施例中可以采用tof(timeofflight)景深模组,通过tof景深模组对测试目标进行图像采集获得的景深图像中包括由测试位置到测试目标之间的深度信息。

102:确定所述景深图像中包括所述测试目标预设采样位置的深度信息的像素点为采样点。

根据景深模组不同的精确度,可以分为边缘精确度高的景深模组和边缘畸变的景深模组。因此在选取测试目标预设采样位置时,可以根据景深模组的精确进行选取。例如景深模组边缘精确度高,则可以设定选取测试目标边缘区域的位置作为预设采样位置,获取测试目标边缘区域的深度信息;景深模组边缘畸变会导致边缘获取的深度信息的精确度较低,因此可以设定选取测试目标的中心区域作为预设采样位置,获取测试目标中心区域的景深信息。

实际应用中,还可以是将测试目标的所有区域作为预设采样位置,景深模组获取测试目标的所有区域的景深信息,然后基于景深模组的精确度,选取深度信息畸变较小、精确度较高的像素点作为采样点。

以上方式均可以实现采样点的选取,在此不做具体限定。

103:基于所述采样点对应的深度信息建立三维坐标系,并确定所述采样点的采样坐标值。

由上述可知,采样点即为包含深度信息的像素点,因此可以景深图像中像素坐标分别作为x轴和y轴,以深度信息作为z轴,建立三维坐标系,并根据建立的三维坐标系,确定每个采样点的采样坐标值。

104:在所述三维坐标系下,确定所述采样点投影至所述测试位置所在第一平面的投影坐标值。

实际应用中,所述测试位置所在第一平面与所述测试目标所在第二平面,在三维坐标系下可以认为是景深图像所在平面为测试目标所在的第二平面,景深图像投影至z=0所在平面得到测试位置所在的第一平面。因此,在三维坐标系下,采样点投影至z=0所在平面,获得的投影坐标值与采样坐标值具有相同的横坐标和纵坐标,但其z=0。即如果采样点的采样坐标值为(xi,yi,zi),则对应的投影坐标值可以是(xi,yi,0)。

105:基于所述采样坐标值及所述投影坐标值,计算所述测试目标所在第二平面与所述第一平面的平面夹角。

实际中,通过采样点的采样坐标值可以表示测试目标所在的第二平面,通过采样点的投影坐标值可以表示所述测试目标所在的第一平面。因此,与所述采样的采样坐标值和投影坐标值可以通过多种运算方式获得第一平面与第二平面的平面夹角,在此不做具体限定。

本申请实施例通过景深图像获得包含测试目标深度信息的多个采样点,基于采样点建立三维坐标系,并确定三维坐标系中可以表示第一平面的采样坐标值及可以表示第二平面的投影坐标值,基于投影坐标值及采样坐标值计可以更加精确地计算获得第一平面与第二平面的平面夹角,进而根据平面夹角获得两平面的位置关系。

进一步地,本申请实施例还可以用于检测测试目标表面的平整度,在另一种可实现的实施例中,所述在基于所述采样坐标值及所述投影坐标值,计算所述测试目标所在第二平面与所述第一平面的平面夹角之后,还可以包括:

基于所述平面夹角判断所述第一平面与所述第二平面是否平行;

如果平行,判断所述景深图像中对应所述测试目标至少两个预设采样位置的深度信息是否满足平整条件;

如果是,确定所述测试目标的表面平整;

如果否,确定所述测试目标的表面不平整;

如果不平行,调整景深模组与所述测试目标的角度后继续执行判断所述第一平面与所述第二平面是否平行的步骤。

本实施可以用于测试任一平面或测试目标表面的平整度,基于上述实施例在保证测试位置所在第一平面与所述测试目标所在第二平面平行时,根据景深图像采集到的测试目标的预设采样位置的深度信息是否满足平整阈值,即可确定测试目标表面获得所述第二平面是否平整。其中,所述平整条件及确定至少两个采样点包含的深度信息的差值是否在预设误差范围内,如果在误差范围内,认为满足平整条件;如果超过误差范围,则认为,不满足平整条件。

图2为本申请实施例提供的一种平面倾斜测试方法又一个实施例的流程图。该方法可以包括:

201:在测试位置采集测试目标的景深图像。

202:确定所述景深图像中包括所述深度信息的位于所述景深图像中心位置的像素点及位于所述景深图像边缘区域的像素点为采样点。

本申请实施例提供了一种适用于景深模组边缘精度较高的实施方法。此时,测试目标的预设采样位置可设于边缘区域,因此对应选取中心位置的像素点及位于所述景深图像边缘区域的像素点为采样点。

203:基于所述采样点对应的深度信息建立三维坐标系,并确定所述采样点的采样坐标值。

204:在所述三维坐标系下,确定所述采样点投影至所述测试位置所在第一平面的投影坐标值。

205:确定所述采样点中,位于同一直线上且与所述景深图像任一边缘平行的至少一组分组采样点。

206:基于每组分组采样点对应的投影坐标值,分别计算位于所述第一平面上对应每组分组采样点的第一直线的第一直线方程。

207:基于所述每组分组采样点对应的采样坐标值,分别计算位于所述第二平面上对应每组分组采样点的第二直线的第二直线方程。

为了更精确地表示第一平面和第二平面之间的位置关系,可以通过将采样点或分为多个分组采样点,每组分组采样点的采样坐标值可以拟合为在第二平面上一条第一直线,每组分组采样点的投影坐标值可以拟合为在第一平面上一条第二直线。通过每组分组采样点分别对应的第一直线和第二直线的位置关系描述第一平面与第二平面之间的位置关系。

基于每组分组采样点的采样坐标值和投影坐标值可以拟合获得每组分组采样点分别对应的第一直线的第一直线方程和第二直线的第二直线方程。

基于空间直线方程:其中,(x0,y0,z0)为该直线上任一点的空间坐标,(m,n,p)表示该直线的方向向量。

以采样点的采样坐标值p(xi,yi,zi);投影坐标值p’(xi,yi,zi’);将每组分组采样点对应的采样坐标值和投影坐标值按照上述空间直线方程公式求解,每组分组采样点分别对应的第一直线方程:

及每组分组采样点分别对应的第二直线方程:

208:基于所述第一直线方程及所述第二直线方程,计算每组分组采样点分别所述对应的第一直线及第二直线之间的夹角,获得至少一个平面子夹角。

基于第一直线方程及所述第二直线方程可以获得第一直线的方向向量(m1i,n1i,p1i)和第二直线的方向向量(m2i,n2i,p2i);则基于第一直线的方向向量(m1i,n1i,p1i)和第二直线的方向向量(m2i,n2i,p2i)可计算获得各分组采样点对应的平面子夹角余弦值:

进一步地,计算获得每组分组采样点分别对应的第一直线与第二直线的平面子夹角可以表示为:

209:对每一个平面子夹角进行求和平均,获得所述第一平面与所述第二平面的平面夹角。

通过对采样点进行分组,可以获得多个平面子夹角表示第一平面与第二平面不同位置处的位置关系,通过对多个平面子夹角求平均值获得的平面夹角的精度进一步提高。

为了进一步简化计算方法,可选地,在某些实施例中,所述基于所述采样点对应的深度信息建立三维坐标系,并确定所述采样点的采样坐标值可以包括:

基于所述采样点对应的深度信息,建立以所述景深图像中的中心位置对应的采样点为坐标原点的三维坐标系;

确定所述采样点在所述三维坐标系下的采样坐标值。

进一步地,在基于上述建立的三维坐标系,所述在所述三维坐标系下,确定所述采样点投影至所述测试位置所在第一平面的投影坐标值可以包括:

在所述三维空间坐标系下平移所述第一平面,使得所述第二平面的中心与所述第一平面的中心在所述坐标原点处相交;

确定所述采样点在所述三维坐标系下投影至所述第一平面的投影坐标值。

通过在上述建立的三维坐标系下平移第以平面与第二平面相交,当然也可以实现通过平移第二平面与第一平面相交,获得平面相交线。

从而基于平面交线选取景深图像中的采样点,可选地,作为一种实现方式,所述采样点包括位于所述第一平面与所述第二平面相交线上的至少一个中心线采样点,及分别关于所述每个中心线采样点对称且位于所述第二平面两边的第一边缘采样点及第二边缘采样点;其中,每个中心线采样点与对应的第一边缘采样点及所述第一边缘采样点投影至第一平面的第一投影采样点构成至每个中心线采样点对应的平面子夹角。

所述基于所述采样坐标值及所述投影坐标值,计算所述测试目标所在第二平面与所述第一平面的平面夹角可以包括:

分别将每个所述第一边缘采样点的采样坐标值与对应的所述投影坐标值做差,获得每个第一边缘采样点对应的第一距离。

分别将所述第二边缘采样点的采样坐标值及对应的所述投影坐标值做差,获得每个第二边缘采样点对应的第二距离。

分别将每个中心线采样点的采样坐标值与对应的所述第一边缘采样点的投影坐标值做差,获得每个中心线采样点对应的第三距离。

分别将每个中心线采样点的采样坐标值与对应的所述第二边缘采样点的投影坐标值做差,获得每个中心线采样点对应的第四距离。

基于所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述第四距离,计算获得每个中心采样点分别对应的平面子夹角。

对所述每个中心线采样点分别对应的平面子夹角进行求和平均,获得所述第一平面与所述第二平面的平面夹角。

根据本申请实施例所述方案,在上述三维坐标系下将所述第一平面与所述第二平面相交,以选取9个采样点为例,其中,该3个中心采样点位于平面相交线上,分别为p2,p5,p8。其中,第一边缘采样点p1和第二边缘采样点p3为关于中心线采样点对称p2对称分设与中心线采样点p2两侧的;第一边缘采样点p4和第二边缘采样点p6为关于中心线采样点p5对称分设与中心线采样点p5两侧;第一边缘采样点p7和第二边缘采样点p9为关于中心线采样点p8对称分设与中心线采样点p8两侧。

其中,上述9个采样点对应的采样坐标值分别可以表示为:

p1(x1,y1,z1),p2(x2,y2,z2),p3(x3,y3,z3)

p4(x4,y4,z4),p5(x5,y5,z5),p6(x6,y6,z6)

p7(x7,y7,z7),p8(x8,y8,z8),p9(x9,y9,z9);

上述9个采样点对应的投影坐标值可以分标表示为:

p1’(x1,y1,z1’),p2’(x2,y2,z2’),p3’(x3,y3,z3’)

p4’(x4,y4,z4’),p5(x5,y5,z5’),p6’(x6,y6,z6’)

p7’(x7,y7,z7’),p8’(x8,y8,z8’),p9’(x9,y9,z9’)。

由于p1,p3关于p2对称,因此可与p1’,p2’,p3’建立如图3所示的三角关系,对应平面子夹角。

其中,第一边缘采样点p1对应的第一距离可以表示为:

|p1p1’|=|z1-z1’|;

第二边缘采样点p3对应的第二距离可以表示为:

|p3p3’|=|z3-z3’|;

中心线采样点p2对应的第三距离和第四距离分别可以表示为:

|p1’p2|=x2-x1’|p2p3’|=x2-x3’;其中,x1’=x1;x3’=x3。

基于第一距离、第二距离,第三距离及第四距离,按照如下公式计算获得中心线采样点p1对应的平面子夹角可以表示为:

tan∠p1p2p1’=|p1p1’|/|p1’p2|

∠p1p2p1’=arctan|p1p1’|/|p1’p2|。

同样采用上述的计算方式,分别计算获得中心线采样点p5对应的平面子夹角∠p4p5p4’和中心线采样点p8对应的∠p7p8p7’,在此不再赘述。

然后基于上述三个平面子夹角,进行相加后求出三个平均值,获得第一平面与所述第二平面的平面夹角。

图4为本申请实施例提供的一种平面倾斜测试方法另一个实施例的流程图。该方法可以包括:

401:在测试位置采集测试目标的景深图像。

402:确定所述景深图像中包括所述深度信息的位于所述景深图像中的中心位置的像素点,及位于所述景深图像中心区域的像素点为采样点。

本申请实施例提供了一种适用于景深模组边缘畸变的实施方法。此时,测试目标的预设采样位置可设于中心区域,因此对应选取中心位置的像素点及位于所述景深图像中心区域的像素点为采样点。

403:基于所述采样点对应的深度信息建立三维坐标系,并确定所述采样点的采样坐标值。

404:在所述三维坐标系下,确定所述采样点投影至所述测试位置所在第一平面的投影坐标值。

405:基于所述采样点对应的投影坐标值,拟合获得所述第一平面的第一平面方程。

406:基于所述采样点对应的采样坐标值,拟合获得所述第二平面的第二平面方程。

本申请实施例通过基于采样点的采样坐标值和投影坐标值分别拟合获得第一平面的第一平面方程和第二平面的第二平面方程,基于平面方程可以更直观地计算第一平面和第二平面之间的位置关系。

根据平面方程的一般表达式为:

ax+by+cz+d=0,(c≠0);其中,a,b,c为平面系数,d为平面常数。

进行转化后得到:

则平面方程可以表示为:z=ax+by+c。

采用最小二乘法进行平面方程拟合:

以采样点的采样坐标值p(xi,yi,zi)为例,拟合第二平面方程,则使第二平面:

最小,应满足

即得到

进一步得到方程组:

或者得到线性方程组:其中n表示采样点的个数。

通过解上述线性方程组,得第二平面方程的平面系数a2,b2,c2;

即第二平面方程可以表示为:z2=a2x+b2y+c2。

同理,按照上述平面方程拟合公式,基于每个采样点对应的投影坐标值拟合获得第一平面方程可以表示为:z1=a1x+b1y+c1。

407:基于所述第一平面方程及所述第二平面方程,按照平面夹角公式计算所述第一平面及所述第二平面的平面夹角。

按照夹角计算公式计算获得的平面夹角θ可表示为:

本申请实施例中,通过采样点的采样坐标值和投影坐标值,对第一平面和第二平面进行平面拟合,计算获得第一平面的第一平面方程和第二平面的第二平面方程。基于第一平面方程和第二平面方程,按照平面夹角公式计算获得平面夹角,从而可以快速、精确地得到第一平面与第二平面的位置关系。

图5为本申请实施例提供的一种平面倾斜测试装置一个实施例的结构示意图。该装置可以包括:

采集模块501,用于在测试位置采集测试目标的景深图像。

采样点确定模块502,用于确定所述景深图像中包括所述测试目标预设采样位置的深度信息的像素点为采样点。

根据景深模组不同的精确度,可以分为边缘精确度高的景深模组和边缘畸变的景深模组。因此在选取测试目标预设采样位置时,可以根据景深模组的精确进行选取。例如景深模组边缘精确度高,则可以设定选取测试目标边缘区域的位置作为预设采样位置,获取测试目标边缘区域的深度信息;景深模组边缘畸变会导致边缘获取的深度信息的精确度较低,因此可以设定选取测试目标的中心区域作为预设采样位置,获取测试目标中心区域的景深信息。

实际应用中,还可以是将测试目标的所有区域作为预设采样位置,景深模组获取测试目标的所有区域的景深信息,然后基于景深模组的精确度,选取深度信息畸变较小、精确度较高的像素点作为采样点。

以上方式均可以实现采样点的选取,在此不做具体限定。

采样坐标值确定模块503,用于基于所述采样点对应的深度信息建立三维坐标系,并确定所述采样点的采样坐标值。

投影坐标值确定模块504,用于在所述三维坐标系下,确定所述采样点投影至所述测试位置所在第一平面的投影坐标值。

平面夹角获取模块505,用于基于所述采样坐标值及所述投影坐标值,计算所述测试目标所在第二平面与所述第一平面的平面夹角。

实际中,通过采样点的采样坐标值可以表示测试目标所在的第二平面,通过采样点的投影坐标值可以表示所述测试目标所在的第一平面。因此,与所述采样的采样坐标值和投影坐标值可以通过多种运算方式获得第一平面与第二平面的平面夹角,在此不做具体限定。

本申请实施例通过景深图像获得包含测试目标深度信息的多个采样点,基于采样点建立三维坐标系,并确定三维坐标系中可以表示第一平面的采样坐标值及可以表示第二平面的投影坐标值,基于投影坐标值及采样坐标值计可以更加精确地计算获得第一平面与第二平面的平面夹角,进而根据平面夹角获得两平面的位置关系。

进一步地,本申请实施例还可以用于检测测试目标表面的平整度,在另一种可实现的实施例中,所述平面夹角获取模块505之后,还可以包括:

第一判断模块,用于基于所述平面夹角判断所述第一平面与所述第二平面是否平行,如果平,行触发第二判断模块;如果不平行,触发调整模块。

第二判断模块,用于判断所述景深图像中对应所述测试目标至少两个预设采样位置的深度信息是否满足平整条件;如果是,触发第一确定模块;如果否触发第二确定模块。

第一确定模块,用于确定所述测试目标的表面平整;

第二取定模块,用于确定所述测试目标的表面不平整;

调整模块,用于调整景深模组与所述测试目标的角度后继续返第一判断模块。

本实施可以用于测试任一平面或测试目标表面的平整度,基于上述实施例在保证测试位置所在第一平面与所述测试目标所在第二平面平行时,根据景深图像采集到的测试目标的预设采样位置的深度信息是否满足平整阈值,即可确定测试目标表面获得所述第二平面是否平整。其中,所述平整条件及确定至少两个采样点包含的深度信息的差值是否在预设误差范围内,如果在误差范围内,认为满足平整条件;如果超过误差范围,则认为,不满足平整条件。

图6为本申请实施例提供的一种平面倾斜测试装置又一个实施例的结构示意图。该装置可以包括:

采集模块601,用于在测试位置采集测试目标的景深图像。

采样点确定模块602,用于确定所述景深图像中包括所述测试目标预设采样位置的深度信息的像素点为采样点。

其中,所述采样点确定模块602具体可以用于:

确定所述景深图像中包括所述深度信息的位于所述景深图像中心位置的像素点及位于所述景深图像边缘区域的像素点为采样点。

本申请实施例提供了一种适用于景深模组边缘精度较高的实施方法。此时,测试目标的预设采样位置可设于边缘区域,因此对应选取中心位置的像素点及位于所述景深图像边缘区域的像素点为采样点。

采样坐标值确定模块603,用于基于所述采样点对应的深度信息建立三维坐标系,并确定所述采样点的采样坐标值。

投影坐标值确定模块604,用于在所述三维坐标系下,确定所述采样点投影至所述测试位置所在第一平面的投影坐标值。

平面夹角获取模块605,用于基于所述采样坐标值及所述投影坐标值,计算所述测试目标所在第二平面与所述第一平面的平面夹角。

其中,平面夹角获取模块605可以包括:

分组采样点确定单元611,用于确定所述采样点中,位于同一直线上且与所述景深图像任一边缘平行的至少一组分组采样点。

第一直线方程计算单元612,用于基于每组分组采样点对应的投影坐标值,分别计算位于所述第一平面上对应每组分组采样点的第一直线的第一直线方程。

第二直线方程计算单元613,用于基于所述每组分组采样点对应的采样坐标值,分别计算位于所述第二平面上对应每组分组采样点的第二直线的第二直线方程。

为了更精确地表示第一平面和第二平面之间的位置关系,可以通过将采样点或分为多个分组采样点,每组分组采样点的采样坐标值可以拟合为在第二平面上一条第一直线,每组分组采样点的投影坐标值可以拟合为在第一平面上一条第二直线。通过每组分组采样点分别对应的第一直线和第二直线的位置关系描述第一平面与第二平面之间的位置关系。

基于每组分组采样点的采样坐标值和投影坐标值可以拟合获得每组分组采样点分别对应的第一直线的第一直线方程和第二直线的第二直线方程。

基于空间直线方程:其中,(x0,y0,z0)为该直线上任一点的空间坐标,(m,n,p)表示该直线的方向向量。

以采样点的采样坐标值p(xi,yi,zi);投影坐标值p’(xi,yi,zi’);将每组分组采样点对应的采样坐标值和投影坐标值按照上述空间直线方程公式求解,每组分组采样点分别对应的第一直线方程:

及每组分组采样点分别对应的第二直线方程:

平面子夹角获取单元614,用于基于所述第一直线方程及所述第二直线方程,计算每组分组采样点分别所述对应的第一直线及第二直线之间的夹角,获得至少一个平面子夹角。

基于第一直线方程及所述第二直线方程可以获得第一直线的方向向量(m1i,n1i,p1i)和第二直线的方向向量(m2i,n2i,p2i);则基于第一直线的方向向量(m1i,n1i,p1i)和第二直线的方向向量(m2i,n2i,p2i)可计算获得各分组采样点对应的平面子夹角余弦值:

进一步地,计算获得每组分组采样点分别对应的第一直线与第二直线的平面子夹角可以表示为:

第一平面夹角获取单元615,用于对每一个平面子夹角进行求和平均,获得所述第一平面与所述第二平面的平面夹角。

通过对采样点进行分组,可以获得多个平面子夹角表示第一平面与第二平面不同位置处的位置关系,通过对多个平面子夹角求平均值获得的平面夹角的精度进一步提高。

为了进一步简化计算方法,可选地,在某些实施例中,所述采样坐标值确定模块603具体可以用于:

基于所述采样点对应的深度信息,建立以所述景深图像中的中心位置对应的采样点为坐标原点的三维坐标系;

确定所述采样点在所述三维坐标系下的采样坐标值。

进一步地,在基于上述建立的三维坐标系,投影坐标值确定模块604具体可以用于:

在所述三维空间坐标系下平移所述第一平面,使得所述第二平面的中心与所述第一平面的中心在所述坐标原点处相交;

确定所述采样点在所述三维坐标系下投影至所述第一平面的投影坐标值。

通过在上述建立的三维坐标系下平移第以平面与第二平面相交,当然也可以实现通过平移第二平面与第一平面相交,获得平面相交线。

从而基于平面交线选取景深图像中的采样点,可选地,作为一种实现方式,所述采样点包括位于所述第一平面与所述第二平面相交线上的至少一个中心线采样点,及分别关于所述每个中心线采样点对称且位于所述第二平面两边的第一边缘采样点及第二边缘采样点;其中,每个中心线采样点与对应的第一边缘采样点及所述第一边缘采样点投影至第一平面的第一投影采样点构成至每个中心线采样点对应的平面子夹角。

平面夹角获取模块605具体可以用于:

分别将每个所述第一边缘采样点的采样坐标值与对应的所述投影坐标值做差,获得每个第一边缘采样点对应的第一距离。

分别将所述第二边缘采样点的采样坐标值及对应的所述投影坐标值做差,获得每个第二边缘采样点对应的第二距离。

分别将每个中心线采样点的采样坐标值与对应的所述第一边缘采样点的投影坐标值做差,获得每个中心线采样点对应的第三距离。

分别将每个中心线采样点的采样坐标值与对应的所述第二边缘采样点的投影坐标值做差,获得每个中心线采样点对应的第四距离。

基于所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述第四距离,计算获得每个中心采样点分别对应的平面子夹角。

对所述每个中心线采样点分别对应的平面子夹角进行求和平均,获得所述第一平面与所述第二平面的平面夹角。

根据本申请实施例所述方案,在上述三维坐标系下将所述第一平面与所述第二平面相交,以选取9个采样点为例,其中,该3个中心采样点位于平面相交线上,分别为p2,p5,p8。其中,第一边缘采样点p1和第二边缘采样点p3为关于中心线采样点对称p2对称分设与中心线采样点p2两侧的;第一边缘采样点p4和第二边缘采样点p6为关于中心线采样点p5对称分设与中心线采样点p5两侧;第一边缘采样点p7和第二边缘采样点p9为关于中心线采样点p8对称分设与中心线采样点p8两侧。

其中,上述9个采样点对应的采样坐标值分别可以表示为:

p1(x1,y1,z1),p2(x2,y2,z2),p3(x3,y3,z3)

p4(x4,y4,z4),p5(x5,y5,z5),p6(x6,y6,z6)

p7(x7,y7,z7),p8(x8,y8,z8),p9(x9,y9,z9);

上述9个采样点对应的投影坐标值可以分标表示为:

p1’(x1,y1,z1’),p2’(x2,y2,z2’),p3’(x3,y3,z3’)

p4’(x4,y4,z4’),p5(x5,y5,z5’),p6’(x6,y6,z6’)

p7’(x7,y7,z7’),p8’(x8,y8,z8’),p9’(x9,y9,z9’)。

由于p1,p3关于p2对称,因此可与p1’,p2’,p3’建立如图3所示的三角关系。

其中,第一边缘采样点p1对应的第一距离可以表示为:

|p1p1’|=|z1-z1’|;

第二边缘采样点p3对应的第二距离可以表示为:

|p3p3’|=|z3-z3’|;

中心线采样点p2对应的第三距离和第四距离分别可以表示为:

|p1’p2|=x2-x1’|p2p3’|=x2-x3’;其中,x1’=x1;x3’=x3。

基于第一距离、第二距离,第三距离及第四距离,按照如下公式计算获得中心线采样点p1对应的平面子夹角可以表示为:

tan∠p1p2p1’=|p1p1’|/|p1’p2|

∠p1p2p1’=arctan|p1p1’|/|p1’p2|。

同样采用上述的计算方式,分别计算获得中心线采样点p5对应的平面子夹角∠p4p5p4’和中心线采样点p8对应的∠p7p8p7’,在此不再赘述。

然后基于上述三个平面子夹角,进行相加后求出三个平均值,获得第一平面与所述第二平面的平面夹角。

图7为本申请实施例提供的一种平面倾斜测试装置另一个实施例的结构示意图。该装置可以包括:

采集模块701,用于在测试位置采集测试目标的景深图像。

采样点确定模块702,用于确定所述景深图像中包括所述测试目标预设采样位置的深度信息的像素点为采样点。

其中,所述采样点确定模块702具体可以用于:

确定所述景深图像中包括所述深度信息的位于所述景深图像中的中心位置的像素点,及位于所述景深图像中心区域的像素点为采样点。

本申请实施例提供了一种适用于景深模组边缘畸变的实施方法。此时,测试目标的预设采样位置可设于中心区域,因此对应选取中心位置的像素点及位于所述景深图像中心区域的像素点为采样点。

采样坐标值确定模块703,用于基于所述采样点对应的深度信息建立三维坐标系,并确定所述采样点的采样坐标值。

投影坐标值确定模块704,用于在所述三维坐标系下,确定所述采样点投影至所述测试位置所在第一平面的投影坐标值。

平面夹角获取模块705,用于基于所述采样坐标值及所述投影坐标值,计算所述测试目标所在第二平面与所述第一平面的平面夹角。

其中,平面夹角获取模块705可以包括:

第一平面方程计算单元711,用于基于所述采样点对应的投影坐标值,拟合获得所述第一平面的第一平面方程。

第二平面方程计算单元712,用于基于所述采样点对应的采样坐标值,拟合获得所述第二平面的第二平面方程。

本申请实施例通过基于采样点的采样坐标值和投影坐标值分别拟合获得第一平面的第一平面方程和第二平面的第二平面方程,基于平面方程可以更直观地计算第一平面和第二平面之间的位置关系。

根据平面方程的一般表达式为:

ax+by+cz+d=0,(c≠0);其中,a,b,c为平面系数,d为平面常数。

进行转化后得到:

则平面方程可以表示为:z=ax+by+c。

采用最小二乘法进行平面方程拟合:

以采样点的采样坐标值p(xi,yi,zi)为例,拟合第二平面方程,则使第二平面:

最小,应满足

即得到

进一步得到方程组:

或者得到线性方程组:其中n表示采样点的个数。

通过解上述线性方程组,得第二平面方程的平面系数a2,b2,c2;

即第二平面方程可以表示为:z2=a2x+b2y+c2。

同理,按照上述平面方程拟合公式,基于每个采样点对应的投影坐标值拟合获得第一平面方程可以表示为:z1=a1x+b1y+c1。

第二平面夹角获取单元713,用于基于所述第一平面方程及所述第二平面方程,按照平面夹角公式计算所述第一平面及所述第二平面的平面夹角。

按照夹角计算公式计算获得的平面夹角θ可表示为:

本申请实施例中,通过采样点的采样坐标值和投影坐标值,对第一平面和第二平面进行平面拟合,计算获得第一平面的第一平面方程和第二平面的第二平面方程。基于第一平面方程和第二平面方程,按照平面夹角公式计算获得平面夹角,从而可以快速、精确地得到第一平面与第二平面的位置关系。

图8为本申请实施例提供的一种平面倾斜测试设备一个实施例的结构示意图。该设备可以包括处理组件801和存储组件802;所述存储组件802存储一条或多条计算机程序指令。

所述处理组件801用于调用并执行所述一条或多条计算机程序指令以实现:

在测试位置采集测试目标的景深图像;确定所述景深图像中包括所述测试目标的预设采样位置深度信息的像素点为采样点;基于所述采样点对应的深度信息建立三维坐标系,并确定所述采样点的采样坐标值;在所述三维坐标系下,确定所述采样点投影至所述测试位置所在第一平面的投影坐标值;基于所述采样坐标值及所述投影坐标值,计算所述测试目标所在第二平面与所述第一平面的平面夹角。

可选地,该处理组件801还用于执行前述各方法步骤中的全部或部分步骤。

其中,该处理组件801可以包括一个或多个处理器来执行计算机指令。当然处理组件801也可以为一个或多个应用专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现,用于执行上述方法。

该存储组件802可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(sram),电可擦除可编程只读存储器(eeprom),可擦除可编程只读存储器(eprom),可编程只读存储器(prom),只读存储器(rom),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。

当然,电子设备还可以包括其他部件,例如输入/输出接口、通信组件等。输入/输出接口为处理组件和外围接口模块之间提供接口,上述外围接口模块可以是输出设备、输入设备等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如rom/ram、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

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