图像采集设备和方法与流程

本发明涉及扫描领域，具体而言，涉及一种图像采集设备和方法。

背景技术：

1、在手持扫描仪中，为了保证扫描和拼接精度，经常会用到标志点的拼接方式，为了同步性确保精度，相机一般会同时采集投射器投出的投影图形pattern以及标志点图像，但是由于投影图形pattern打在标志点上，相机直接采集到投影图形pattern和标志点，标志点往往会被投影图形pattern污染，导致标志点的提取误差变大，从而影响整体的扫描精度。

2、为了避免标志点往往会被投影图形pattern污染，目前采用以下两种方式实现；

3、1、对投影图形pattern和标志点进行交叉投射采集。投影图形pattern投射的时候线采集投影图形pattern，然后关闭投影图形pattern，采集标志点图形。

4、但是，若手持设备中应用该方案，由于手持设备一直在移动，因此需要两个采集之间的时间差在微秒us级别，否则，误差将非常大。

5、2、对投影图形pattern和标志点同时采集，对于污染的标志点，通过后续算法补偿的方式进行精度弥补。

6、但是，算法补偿受污染程度的影响非常大，标志点的边缘被破坏后，难以保证补偿精度可以适合工业检测的需求。

7、针对上述现有技术在同时采集投影图像和标志点图像的情况下，标志点图像会受到投影图像污染的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种图像采集设备和方法，以至少解决现有技术在同时采集投影图像和标志点图像的情况下，标志点图像会受到投影图像污染的技术问题。

2、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种图像采集设备，包括：第一投射器，用于向待采集对象投射第一波长的投影图案，使所述待采集对象呈现基于所述第一波长的投影图像；第二投射器，用于向所述待采集对象投射第二波长的光，使所述待采集对象呈现基于所述第二波长的标志点图像；分光组件，设置在所述待采集对象和预设相机模组之间，用于分离所述第一波长和所述第二波长的光，使所述投影图像和所述标志点图像分离，其中，所述预设相机模组包括：第一相机模组和第二相机模组；所述第一相机模组，用于采集所述投影图像；所述第二相机模组，用于采集所述标志点图像。

3、可选地，所述第二投射器包括：光照组件，用于向所述待采集对象投射第二波长的光，使所述待采集对象表面的标识点反射所述第二波长的光，呈现基于所述第二波长的标志点图案；或投影组件，用于向所述待采集对象投射第二波长的标志点图案，使所述待采集对象呈现基于所述第二波长的标志点图像。

4、可选地，所述光照组件包括：多个光照模块，其中，多个所述光照模块围绕图像采集组件设置，其中，所述图像采集组件至少包括：所述第二相机模组。

5、可选地，所述设备还包括：滤光组件，设置在所述待采集对象和所述分光组件之间，用于滤除所述待采集对象的噪声波长的光，得到基于所述第一波长的投影图像和基于所述第二波长的标志点图像。

6、可选地，所述滤光组件包括：滤波片，设置所述预设相机模组和所述待采集对象之间，用于滤除所述第一波长和所述第二波长之外的波长的光，得到基于所述第一波长的所述投影图像和基于所述第二波长的标志点图像。

7、可选地，所述第一相机模组包括：第一相机和第二相机，其中，所述第一相机和所述第二相机设置在所述第一投射器的光轴两侧，且所述第一相机和所述第二相机相对于所述第一投射器的距离相同；所述第二相机模组包括：第三相机和第四相机，其中，所述第三相机和所述第四相机设置在所述第一投射器的光轴两侧，且所述第三相机和所述第四相机相对于所述第一投射器的距离相同。

8、可选地，所述第一相机模组中的第一相机，和所述第二相机模组中的第三相机，设置在所述图像采集设备的第一采集部；所述第一相机模组中的第二相机，和所述第二相机模组中的第四相机，设置在所述图像采集设备的第二采集部；其中，所述第一采集部和所述第二采集部设置在所述第一投射器的光轴两侧，且所述第一采集部和所述第二采集部相对于所述第一投射器的距离相同。

9、可选地，所述分光组件包括：设置在所述待采集对象与所述第一采集部之间的第一分光组件；和设置在所述待采集对象与所述第二采集部之间的第二分光组件。

10、可选地，所述分光组件包括：第一分光镜，设置在所述待采集对象和所述第一相机模组之间，用于透射基于所述第一波长的所述投影图像，并反射基于所述第二波长的标志点图像；第一反射镜，设置在所述待采集对象和所述第二相机模组之间，用于将所述第一分光镜反射的所述标志点图像反射至所述第二相机模组。

11、可选地，所述第一分光镜和所述第一反射镜平行；所述第一分光镜与所述第一相机模组的光轴的角度为预设角度；所述第一反射镜与所述第二相机模组的光轴的角度为预设角度；其中，所述预设角度为45°。

12、可选地，所述分光组件包括：第二分光镜，设置在所述待采集对象和所述第二相机模组之间，用于反射基于所述第一波长的所述投影图像，并投射基于所述第二波长的标志点图像；第二反射镜，设置在所述待采集对象和所述第一相机模组之间，用于将所述第二分光镜反射的所述投影图像反射至所述第一相机模组。

13、可选地，所述第二分光镜和所述第二反射镜平行；所述第二分光镜与所述第一相机模组的光轴的角度为预设角度；所述第二反射镜与所述第二相机模组的光轴的角度为预设角度；其中，所述预设角度为45°。

14、可选地，第一分光组件与第二分光组件可均包括第一分光镜或均包括第二分光镜或一者包括第一分光镜、另一者包括第二分光镜。

15、具体地，图像采集设备包括支架、安装于支架的第一投射器、第一相机模组及第二相机模组，支架上位于第一投射器的光轴两侧形成有第一采集部和第二采集部，第一相机和三相机安装于支架的第一采集部，第二相机和第三相机安装于支架的第二采集部，第一相机和第三相机的前方设有分光组件，分光组件的前方设有滤光片，相同地，第二相机和第四相机的前方设有分光组件，分光组件的前方设有滤光片。第二投射器为投射无图案光的光照组件，光照组件包括由多个led灯组成的led灯组，第三相机和第四相机分别设有led灯组，多个led灯环设于第三相机，多个led灯环设与第四相机。图案采集设备可进行持续移动扫描、也可进行分离式固定扫描(即分多个扫描点扫描，每个扫描点图案采集设备相对待采集对象固定不动)。

16、可选地，图像采集设备包括相互独立设置的第一图像采集模块和第二图像采集模块，第一图像采集模块包括支架、安装于支架的第一投射器、第一相机模组及第二相机模组，支架上位于第一投射器的光轴两侧形成有第一采集部和第二采集部，第一相机和三相机安装于支架的第一采集部，第二相机和第三相机安装于支架的第二采集部，第一相机和第三相机的前方设有分光组件，分光组件的前方设有滤光片，相同地，第二相机和第四相机的前方设有分光组件，分光组件的前方设有滤光片。第二图像采集模块包括一个或多个第二投射器，将待采集对象置于第二投射器的投射范围内，由第一图像采集模块进行持续移动扫描、或进行分离式固定扫描(即分多个扫描点扫描，每个扫描点图案采集设备相对待采集对象固定不动)。

17、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种图像采集方法，包括：通过第一投射器向待采集对象投射第一波长的投影图案，使所述待采集对象呈现基于所述第一波长的投影图像；通过第二投射器向所述待采集对象投射第二波长的光，使所述待采集对象呈现基于所述第二波长的标志点图像；通过分光组件分离所述第一波长和所述第二波长的光，使所述投影图像和所述标志点图像分离，其中，设置在所述待采集对象和预设相机模组之间，所述预设相机模组包括：第一相机模组和第二相机模组；通过所述第一相机模组采集所述投影图像；通过所述第二相机模组采集所述标志点图像。

18、在本发明实施例中，通过第一投射器向待采集对象投射第一波长的投影图案，使待采集对象呈现基于第一波长的投影图像；通过第二投射器向待采集对象投射第二波长的光，使待采集对象呈现基于第二波长的标志点图像；然后使用设置在待采集对象和预设相机模组之间的分光组件分离第一波长和第二波长的光，使投影图像和标志点图像分离，再由第一相机模组采集投影图像，由预设相机模组中的第二相机模组采集标志点图像，从而在对待采集对象进行图像采集的过程中，通过分光组件可以分别将基于第一波长的投影图像传播至第一相机模组，并将基于第二波长的标志点图像传播至第二相机模组，达到了对投影图像和标志点图像进行分离的目的，实现了在同时采集投影图像和标志点图像的情况下，避免标志点被投影图像污染的技术效果，进而解决了现有技术在同时采集投影图像和标志点图像的情况下，标志点图像会受到投影图像污染技术问题。