[發(fā)明專利]混合模式深度檢測(cè)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680051716.1
• 申請(qǐng)日: 2016-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN108027441B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·瑟凡·維斯瓦納坦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 微視公司
• 主分類號(hào): G01S17/894
• 分類號(hào): G01S17/894;G01S7/481;G01S17/08
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 魯山;孫志湧

簡(jiǎn)而言之，根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例，一種用于實(shí)現(xiàn)混合模式深度檢測(cè)的MEMS激光束顯示器包括：成像引擎，其用于將圖像投影到所述MEMS激光束顯示器的視場(chǎng)中；飛行時(shí)間(TOF)深度檢測(cè)器(114)，其用于確定第一深度檢測(cè)模式下與所述視場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)的距離，其中，所述TOF深度檢測(cè)器確定所述目標(biāo)的粗略深度數(shù)據(jù)；以及結(jié)構(gòu)化光深度檢測(cè)器(116)，其用于確定第二深度檢測(cè)模式下與所述目標(biāo)的距離，其中，所述結(jié)構(gòu)化光深度檢測(cè)器確定所述目標(biāo)的精密深度數(shù)據(jù)。深度處理電路可生成目標(biāo)的復(fù)合三維(3D)圖像，或者可識(shí)別目標(biāo)的姿勢(shì)區(qū)域用于姿勢(shì)識(shí)別。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及混合模式深度檢測(cè)，特別是涉及MEMS激光束顯示器和獲得目標(biāo)的三維圖像的方法。

背景技術(shù)

可利用用于深度檢測(cè)的飛行時(shí)間(time of flight、TOF)方法來(lái)確定目標(biāo)距顯示器或其他裝置的深度或距離。微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)激光束顯示器可裝入調(diào)制紅外(IR)光源，用于在掃描周期中的預(yù)定時(shí)隙期間將多個(gè)詢問(wèn)脈沖調(diào)度到目標(biāo)上。檢測(cè)被反射的脈沖，并且確定脈沖觸發(fā)和返回脈沖之間的時(shí)間差(飛行時(shí)間)。可使用光速來(lái)計(jì)算往返距離，使得能確定距目標(biāo)的深度或距離。利用空間上分離的高速率的IR詢問(wèn)脈沖，當(dāng)使用掃描參數(shù)進(jìn)行光柵化時(shí)計(jì)算出的深度數(shù)據(jù)產(chǎn)生顯示視場(chǎng)(FOV)或FOV中的可通過(guò)編程方式確定的子區(qū)域的深度圖。深度圖的空間分辨率會(huì)受IR脈沖和TOF檢測(cè)器電路中的累積等待時(shí)間以及顯示器的掃描參數(shù)的限制。為了獲得較高分辨率的精密深度圖，會(huì)需要多個(gè)IR激光二極管和/或接收電路中的組件副本?？晒┻x擇地，利用單個(gè)IR激光束進(jìn)行過(guò)采樣可產(chǎn)生更高分辨率的深度圖，但是將會(huì)增加處理等待時(shí)間(減小深度圖采集的幀速率)并且阻礙FOV中的低等待時(shí)間姿勢(shì)識(shí)別。一般來(lái)說(shuō)，姿勢(shì)識(shí)別和3D圖像捕獲可得益于低等待時(shí)間較高分辨率的深度圖，而無(wú)需上述方法中的開銷。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的一個(gè)實(shí)施例涉及一種MEMS激光束顯示器，包括：基于MEMS的投影儀，其包括MEMS掃描引擎，所述MEMS掃描引擎被配置為用于將圖像投影到所述MEMS激光束顯示器的視場(chǎng)中的目標(biāo)之上；飛行時(shí)間TOF深度檢測(cè)器，所述飛行時(shí)間TOF深度檢測(cè)器被配置為用于接收由所述投影儀發(fā)射的光束從所述目標(biāo)的反射，以在第一深度檢測(cè)模式下經(jīng)由飛行時(shí)間計(jì)算來(lái)確定與所述視場(chǎng)內(nèi)的所述目標(biāo)的距離，其中，所述飛行時(shí)間TOF深度檢測(cè)器確定所述目標(biāo)的粗略深度數(shù)據(jù)；深度處理電路，所述深度處理電路被配置為用于從所述粗略深度數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別所述視場(chǎng)內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)結(jié)構(gòu)化光區(qū)域，其中，所述一個(gè)或更多個(gè)結(jié)構(gòu)化光區(qū)域僅包括所述視場(chǎng)的一部分，并且其中，至少一個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖案被投影在所識(shí)別的一個(gè)或更多個(gè)結(jié)構(gòu)化光區(qū)域中；結(jié)構(gòu)化光深度檢測(cè)器，所述結(jié)構(gòu)化光深度檢測(cè)器被配置為用于檢測(cè)所述至少一個(gè)結(jié)構(gòu)化光圖案從所述目標(biāo)的反射，以在第二深度檢測(cè)模式下確定與所述目標(biāo)的距離，其中，所述結(jié)構(gòu)化光深度檢測(cè)器確定在所識(shí)別的一個(gè)或更多個(gè)結(jié)構(gòu)化光區(qū)域中的所述目標(biāo)的精密深度數(shù)據(jù)；并且其中，所述深度處理電路還被配置為用于使用所述粗略深度數(shù)據(jù)和所述精密深度數(shù)據(jù)的組合來(lái)生成所述目標(biāo)的復(fù)合三維3D圖像。

附圖說(shuō)明

在說(shuō)明書的結(jié)論部分中特別指出并且清楚地聲明要求保護(hù)的主題。然而，可通過(guò)參照以下利用附圖閱讀的詳細(xì)描述來(lái)理解此主題，在附圖中：

圖1是根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的利用混合模式深度檢測(cè)的MEMS激光束顯示器的框圖；

圖2是圖1的MEMS激光束顯示器的框圖，示出了根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的混合模式深度檢測(cè)電路的附加細(xì)節(jié)；

圖3是圖1的顯示器的等距圖，示出了根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的MEMS激光束顯示器的視場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)的混合模式深度檢測(cè)；

圖4A至圖4F是圖1的MEMS激光束顯示器的視場(chǎng)的示圖，圖示了根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的在視場(chǎng)中的各個(gè)區(qū)域上使用第一模式和第二模式的目標(biāo)的深度檢測(cè)；

圖5是圖1的MEMS激光束顯示器的視場(chǎng)的示圖，圖示了根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的在視場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)的選定區(qū)域中的姿勢(shì)識(shí)別；