СИСТЕМА И СПОСОБ ТРЕХМЕРНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ФОРМЫ МАТЕРИАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ

1. Система для трехмерного измерения формы материального объекта, содержащая:
- световой проектор для проецирования картины структурированного света на поверхность объекта, причем световой проектор включает в себя вершину для спроецированной картины структурированного света;
- устройство регистрации изображения для съемки изображения картины воздействующего на поверхность объекта структурированного света, причем устройство съемки изображения включает в себя вершину поля зрения устройства регистрации изображения; и
- вычислительное устройство для определения измерения, относящегося к поверхности объекта, с использованием триангуляционного алгоритма, основанного на соответствии между спроецированной картиной структурированного света и снятым изображением,
причем картина структурированного света включает в себя по меньшей мере два кодированных элемента, которые лежат в плоскости, проходящей через вершины светового проектора и устройства регистрации изображения и участок измеряемого объекта.
2. Система по п.1, в которой картина структурированного света включает в себя множество различных групп кодированных элементов, в которой все кодированные элементы по меньшей мере в одной группе кодированных элементов лежат в одной и той же соответствующей плоскости, проходящей через вершины светового проектора и устройства регистрации изображения и участок измеряемого объекта.
3. Система по п.2, в которой каждая группа кодированных элементов лежит в другой соответствующей плоскости, проходящей через вершины светового проектора и устройства регистрации изображения и участок измеряемого объекта.
4. Система по п.3, в которой проектор дополнительно включает в себя центральную оптическую ось, в которой дополнительно световой проектор и устройство регистрации изображения взаимно установлены таким образом, что линия, проходящая через вершину светового проектора и вершину устройства регистрации изображения, является перпендикулярной оптической оси проектора.
5. Система по п.3, в которой устройство регистрации изображения дополнительно включает в себя центральную оптическую ось, в которой дополнительно световой проектор и устройство регистрации изображения взаимно установлены таким образом, что линия, проходящая через вершину светового проектора и вершину устройства регистрации изображения, является перпендикулярной оптической оси устройства регистрации изображения.
6. Система по п.3, в которой проектор дополнительно включает в себя центральную оптическую ось, а устройство регистрации изображения дополнительно включает в себя центральную оптическую ось, в которой дополнительно световой проектор и устройство регистрации изображения взаимно установлены таким образом, что линия, проходящая через вершину светового проектора и вершину устройства регистрации изображения, не является перпендикулярной ни оптической оси проектора, ни оптической оси устройства регистрации изображения.
7. Система по п.3, в которой световой проектор проецирует структурированный свет с длиной волны, выбранной из длин волн оптического, видимого и инфракрасного диапазона.
8. Система по п.3, в которой световой проектор является источником непрерывного света.
9. Система по п.3, в которой картина структурированного света включает в себя множество кодированных элементов, которые могут быть разнообразно сгруппированы вместе таким образом, что все кодированные элементы в каждой группе лежат в соответствующей плоскости, проходящей через вершины светового проектора и устройства регистрации изображения и участок измеряемого объекта, и таким образом, что все кодированные элементы в каждой группе образуют уникальную последовательность относительно последовательностей кодированных элементов в других соседних группах кодированных элементов.
10. Система по п.3, в которой вычислительное устройство определяет трехмерную форму поверхности.
11. Способ трехмерного измерения формы материального объекта, содержащий этапы, на которых:
- проецируют картину структурированного света на поверхность объекта, причем световой проектор включает в себя вершину спроецированной картины структурированного света;
- снимают изображение картины воздействующего на объект структурированного света устройством регистрации изображения, причем устройство регистрации изображения включает в себя вершину поля зрения устройство регистрации изображения; и
- определяют измерение, относящееся к поверхности объекта, с использованием триангуляционного алгоритма, основанного на соответствии между спроецированной картиной структурированного света и снятым изображением,
причем картина структурированного света включает в себя по меньшей мере два кодированных элемента, которые лежат в плоскости, проходящей через вершины светового проектора и устройства регистрации изображения и участок измеряемого объекта.
12. Способ по п.11, в котором картина структурированного света включает в себя множество различных групп кодированных элементов, таких, что все кодированные элементы по меньшей мере в одной группе кодированных элементов, спроецированы таким образом, что лежат в одной и той же соответствующей плоскости, проходящей через вершины светового проектора и устройства регистрации изображения и участок измеряемого объекта.
13. Способ по п.12, в котором каждая группа кодированных элементов лежит в отличной соответствующей плоскости, проходящей через вершины светового проектора и устройства регистрации изображения и участок измеряемого объекта.
14. Способ по п.13, в котором проектор дополнительно включает в себя центральную оптическую ось, дополнительно включающий в себя взаимную установку светового проектора и устройства регистрации изображения, таким образом, что линия, проходящая через вершину светового проектора и вершину устройства регистрации изображения, является перпендикулярной оптической оси проектора.
15. Способ по п.13, в котором устройство регистрации изображения дополнительно включает в себя центральную оптическую ось, дополнительно включающий в себя взаимную установку светового проектора и устройства регистрации изображения таким образом, что линия, проходящая через вершину светового проектора и вершину устройства регистрации изображения, является перпендикулярной оптической оси устройства регистрации изображения.
16. Способ по п.13, в котором проектор дополнительно включает в себя центральную оптическую ось, и устройство регистрации изображения дополнительно включает в себя центральную оптическую ось, дополнительно включающий в себя взаимную установку светового проектора и устройства регистрации изображения таким образом, что линия, проходящая через вершину светового проектора и вершину устройства регистрации изображения, не является перпендикулярной ни оптической оси проектора, ни оптической оси устройства регистрации изображения.
17. Способ по п.13, дополнительно содержащий этап, на котором проецируют структурированный свет с длиной волны, выбранной из длин волн оптического, видимого и инфракрасного диапазона.
18. Способ по п.13, дополнительно содержащий этап, на котором проецируют структурированный свет из источника непрерывного света.
19. Способ по п.13, в котором картина структурированного света включает в себя множество кодированных элементов, которые могут быть разнообразно сгруппированы вместе таким образом, что все кодированные элементы в каждой группе лежат в соответствующей плоскости, проходящей через вершины светового проектора и устройства регистрации изображения и участок измеряемого объекта, и таким образом, что все кодированные элементы в каждой группе образуют уникальную последовательность относительно последовательностей кодированных элементов в других соседних группах кодированных элементов.
20. Способ по п.13, дополнительно содержащий этап, на котором определяют трехмерную форму поверхности.