[發(fā)明專利]用于范圍成像的裝置和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310356540.9
• 申請(qǐng)日: 2013-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN103632161A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬丁·皮珀尼爾;杰羅姆·普萊莫特;紀(jì)堯姆·德勞特;尼古拉斯·谷伊里尼奧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奧尼拉（國(guó)家宇航研究所）
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11204
• 代理人: 余朦;王艷春

1.一種用于范圍成像的方法，所述方法基于單個(gè)被捕獲圖像來確定至視場(chǎng)（100）內(nèi)所包括的多個(gè)物體（O₁-O₄）的相應(yīng)距離，所述方法包括：

1）獲得具有透射率t的平面型光學(xué)部件（1），其中，所述透射率t作為所述光學(xué)部件的面中兩個(gè)坐標(biāo)（x，y）的函數(shù)而改變，并且所述透射率t進(jìn)行二維傅里葉變換T，所述二維傅里葉變換T包括位于具有半徑ρ_∞的基圓上的峰；

2）將所述光學(xué)部件設(shè)置成與光軸線Z垂直并且朝向所述視場(chǎng)；

3）將圖像傳感器（101）設(shè)置在與所述光軸線Z垂直的面中，所述圖像傳感器位于離所述光學(xué)部件的距離d_f處并且位于所述光學(xué)部件的與所述視場(chǎng)相反的一側(cè)；

4）利用所述圖像傳感器來捕獲由源自所述物體且穿過所述光學(xué)部件的光形成的圖像；以及

5）計(jì)算被捕獲圖像的傅里葉變換，以獲得與所述被捕獲圖像的傅里葉變換的峰相對(duì)應(yīng)的空間頻率的頻譜S_tot，用于所述被捕獲圖像的所述頻譜包括多個(gè)同心的組成部分，每個(gè)同心的組成部分都內(nèi)接在各自的圓中；

所述方法的特征在于：

在步驟1）中，所述透射率t的傅里葉變換T包括分布在所述基圓上的有限數(shù)目N的峰；

并且所述方法還包括在步驟5）之后執(zhí)行的以下步驟：

6）提供參考頻譜S_ref，所述參考頻譜S_ref對(duì)應(yīng)于參考圖像的傅里葉變換的峰，所述參考圖像由位于光軸線Z上無限遠(yuǎn)處的點(diǎn)光源通過所述光學(xué)部件產(chǎn)生在所述圖像傳感器上，所述參考頻譜S_ref包括參考空間頻率并且內(nèi)接在具有半徑2ρ_∞的參考圓中，所述半徑2ρ_∞等于所述基圓的半徑的兩倍；

7）在公共參考系統(tǒng)中，將所述被捕獲圖像的空間頻率的所述頻譜S_tot與所述參考頻譜S_ref同心地疊加；

8）通過在所述公共參考系統(tǒng)中居中的相似擴(kuò)大，將內(nèi)接在具有半徑2ρ_∞的參考圓中的所述參考頻譜S_ref數(shù)字變換成內(nèi)接在具有可變半徑2ρ_i的圓中的變換后參考頻譜S_i，這通過改變所述相似擴(kuò)大的比例H_i來實(shí)現(xiàn)，其中所述比例H_i等于2ρ_i/2ρ_∞；

9）當(dāng)所述變換后參考頻譜S_i的所有峰都與所述被捕獲圖像的所述頻譜S_tot的峰相疊加，然后所述變換后參考頻譜Si相符于所述頻譜S_tot的組成部分之一時(shí)，存儲(chǔ)所述相似擴(kuò)大的比例H_i；以及

10）利用公式d_i=d/（H_i-1），計(jì)算至所述視場(chǎng)中的多個(gè)物體之一的距離；然后

重復(fù)步驟8）至步驟10），直到不能再利用所述相似擴(kuò)大的比例Hi的新值執(zhí)行步驟9），在步驟10）的一個(gè)執(zhí)行過程中獲得與所述視場(chǎng)中所包括的多個(gè)物體之一相對(duì)應(yīng)的每個(gè)距離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，計(jì)算步驟8）至步驟10）的重復(fù)次數(shù)，并且所述視場(chǎng)中所包括的物體的數(shù)目n被確定為等于所述重復(fù)次數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述光學(xué)部件（1）是周期性的連續(xù)自成像光柵。