基于线激光的信息提取方法和系统与流程

本发明涉及激光散斑、机器视觉和信息提取领域，特别涉及一种基于线激光的信息提取方法和系统。

背景技术：

1、结构光(structured light)已经逐渐发展成为光学领域中一种重要的工具，在成像、显微镜检测、激光材料加工、物体识别、行为识别、场景建模以及光通信等众多领域中展现出巨大的应用前景。其中，线激光是结构光中最常用的一种。

2、在线激光的应用中，其最重要的一个环节是信息提取，其基本原理是由激光投射器向三维空间中的待测物体表面投射可控制的光条，在待测物体表面产生反射和散射，并由图像传感器(如摄像机)获得物体表面反射回来的光信号对应的图像信号，根据图像信号进行信息提取，即可以计算出物体的位置和深度等信息，进而复原整个三维空间。

3、然而，在目前的线激光信息提取技术中，易受环境光、阳光、反光等干扰导致图像传感器采集到的图像信号，除了真实线激光投射到物体表面产生反射回来的光信号特征，还包括环境光、阳光、反光等干扰光或伪激光投射到物体表面而产生的光信号特征，进而导致无法区分区真实线激光的信息和伪激光的信息，因此易造成信息的误提取，提取精度较低，进而容易导致无法复原真正的三维空间。

技术实现思路

1、因此，本发明所要解决的技术问题是如何避免环境光、阳光、反光等干扰导致的信息误提取，提高信息提取精度。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种基于线激光的信息提取方法，包括：

3、获取出射激光信号；

4、对所述出射激光信号进行编码，得到编码线激光信号，并将所述编码线激光信号投射至待测物体；

5、获取所述待测物体的反馈激光信号对应的图像信号；

6、对所述图像信号进行解码，根据解码结果进行信息提取。

7、可选地，所述对所述出射激光信号进行编码，得到编码线激光信号，包括：

8、利用衍射光学器件，按照预设编码方法，对所述出射激光信号进行编码，得到所述编码线激光信号；

9、其中，所述编码线激光信号包括一个线激光和至少一组编码光斑，所有所述编码光斑均分布在所述线激光附近，且均携带有按照所述预设编码方法对应得到的编码信息。

10、可选地，所述对所述图像信号进行解码，根据解码结果进行信息提取，包括：

11、对所述图像信号进行解码，得到所述图像信号对应的所述解码结果；

12、根据所述解码结果，从所述图像信号中确定出所述待测物体的目标提取信号；

13、根据目标提取信号，对所述待测物体进行信息提取。

14、可选地，所述根据所述解码结果，从所述图像信号中确定出所述待测物体的目标提取信号，包括：

15、当所述解码结果中包含有至少一组解码光斑，且每组所述解码光斑均携带有与所述编码信息对应的所述解码信息时，根据所有所述解码光斑在所述解码结果中的位置，在所述图像信号中筛选出候选区域图像；其中，所述解码光斑的组数与所述编码光斑的组数相同；

16、在所述解码结果中，根据每组所述解码光斑分别与所述解码结果中每个所述解码信号之间的相对位置关系，从候选区域图像中确定出目标提取信号。

17、可选地，所述预设编码方法包括二进制编码方法、二维网格图案编码方法、随机图案编码方法、彩色编码方法、灰度编码方法和邻域编码方法；

18、所述编码光斑对应携带的所述编码信息包括二进制编码、二维网格矩阵码、伪随机序列码、rgb颜色编码、灰度值序列码和邻域基因矩阵码。

19、可选地，所述预设编码方法还包括混合编码方法；

20、所述编码光斑对应携带的所述编码信息包括二进制编码、格雷码、浮点数编码和符号编码的组合。

21、可选地，每组所述编码光斑呈规则图形或不规则图形。

22、可选地，每组所述编码光斑中的光斑形状为规则图形或不规则图形。

23、可选地，所述编码线激光信号包括一个所述线激光和两组所述编码光斑；

24、两组所述编码光斑均匀分布在所述线激光的两侧。

25、可选地，两组所述编码光斑均为黑白相间的矩形光斑或圆形光斑，且每个所述矩形光斑或所述圆形光斑对应的所述编码信息均为二进制编码。

26、此外，本发明还提出一种基于线激光的信息提取系统，包括：

27、激光投射器，用于获取出射激光信号；

28、编码器件，设置在所述激光投射器的输出光路上，用于对所述出射激光信号进行编码，得到编码线激光信号，并将所述编码线激光信号投射至待测物体；

29、图像传感器，设置在所述待测物体的输出光路上，用于获取所述待测物体的反馈激光信号对应的图像信号；

30、处理器，与所述图像传感器通信连接，用于对所述图像信号进行解码，根据解码结果进行信息提取。

31、本发明提供的技术方案，具有以下优点：

32、本发明提供的基于线激光的信息提取方法和系统，能对激光投射器投射出的出射激光信号进行编码，得到编码线激光信号；编码线激光信号投射至待测物体，待测物体会反馈对应的激光信号，同时环境光、阳光、反光等干扰光投射到待测物体表面也会反馈对应产生的激光信号，因此待测物体会反馈两类激光信号(统称为反馈激光信号)，而采集的图像信号为反馈激光信号对应的图像信号，因此图像信号中同时包含真实线激光的特征信息和干扰光的特征信息，由于环境光、阳光、反光等干扰光或伪激光未进行编码，因此通过对图像信号进行解码，基于解码结果能从中识别出真实线激光(即编码线激光信号)对应的图像信号，并从中进行信息提取；本发明基于线激光的编码和解码，实现了真实线激光的识别，避免了环境光、阳光、反光等干扰导致的信息误提取，有效提高信息提取精度，有助于复原真正的三维空间。

技术特征：

1.一种基于线激光的信息提取方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于线激光的信息提取方法，其特征在于，所述对所述出射激光信号进行编码，得到编码线激光信号，包括：

3.根据权利要求2所述的基于线激光的信息提取方法，其特征在于，所述对所述图像信号进行解码，根据解码结果进行信息提取，包括：

4.根据权利要求3所述的基于线激光的信息提取方法，其特征在于，所述根据所述解码结果，从所述图像信号中确定出所述待测物体的目标提取信号，包括：

5.根据权利要求2所述的基于线激光的信息提取方法，其特征在于，所述预设编码方法包括二进制编码方法、二维网格图案编码方法、随机图案编码方法、彩色编码方法、灰度编码方法和邻域编码方法；

6.根据权利要求5所述的基于线激光的信息提取方法，其特征在于，所述预设编码方法还包括混合编码方法；

7.根据权利要求2所述的基于线激光的信息提取方法，其特征在于，每组所述编码光斑呈规则图形或不规则图形。

8.根据权利要求2所述的基于线激光的信息提取方法，其特征在于，每组所述编码光斑中的光斑形状为规则图形或不规则图形。

9.根据权利要求2所述的基于线激光的信息提取方法，其特征在于，所述编码线激光信号包括一个所述线激光和两组所述编码光斑；

10.根据权利要求9所述的基于线激光的信息提取方法，其特征在于，两组所述编码光斑均为黑白相间的矩形光斑或圆形光斑，且每个所述矩形光斑或所述圆形光斑对应的所述编码信息均为二进制编码。

11.一种基于线激光的信息提取系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及一种基于线激光的信息提取方法和系统。方法包括：获取出射激光信号；对出射激光信号进行编码，得到编码线激光信号，并将编码线激光信号投射至待测物体；获取待测物体的反馈激光信号对应的图像信号；对图像信号进行解码，根据解码结果进行信息提取。本发明通过对出射激光信号进行编码，对图像信号进行解码，基于解码结果能从中识别出真实线激光对应的图像信号，并从中进行信息提取；基于线激光的编码和解码，实现了真实线激光的识别，避免了环境光、阳光、反光等干扰导致的信息误提取，有效提高信息提取精度，有助于复原真正的三维空间。

技术研发人员：吕聪奕,邬芮璠,王睿麟
受保护的技术使用者：追觅创新科技（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16