[發(fā)明專利]深度數(shù)據(jù)檢測系統(tǒng)及其紅外編碼投影裝置

在審

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• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107369156A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設計）人: 王敏捷;梁雨時;宋濤
• 申請（專利權）人: 上海圖漾信息科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G01B11/22
• 代理公司: 北京展翼知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙)11452
• 代理人: 張陽

1.一種紅外編碼投影裝置，包括：

激光發(fā)生器，用于發(fā)射紅外激光；

布置在所述激光的出射光路上的衍射光學元件，用于生成帶紋理的紅外光束；

用于固定所述激光發(fā)生器和所述衍射光學元件的固定結構；以及

至少部分連接至所述固定結構的驅(qū)動裝置，用于改變所述紅外光束的出射方向。

2.如權利要求1所述的紅外編碼投影裝置，其中，所述驅(qū)動裝置使得所述激光發(fā)生器和所述衍射光學元件沿著所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動軸擺動或者跟隨所述驅(qū)動裝置的驅(qū)動齒輪撥動而擺動。

3.如權利要求1所述的紅外編碼投影裝置，其中，所述驅(qū)動裝置是音圈(VCM)馬達、微機械(MEMS)馬達或者微型步進驅(qū)動(SMD)馬達。

4.如權利要求1所述的紅外編碼投影裝置，其中，所述固定結構是包圍所述激光發(fā)生器的至少部分并使得所述紅外光束能夠出射的殼體。

5.如權利要求4所述的紅外編碼投影裝置，其中，所述驅(qū)動裝置是包括圍繞所述殼體的線圈、布置的所述線圈兩側(cè)的磁體以及用于推動所述殼體運動的音圈馬達。

6.如權利要求1所述的紅外編碼投影裝置，還包括：

用于包圍所述激光發(fā)生器和所述驅(qū)動裝置的至少部分并使得所述紅外光束能夠出射的外殼。

7.如權利要求1所述的紅外編碼投影裝置，其中，所述激光發(fā)生器是激光二極管，并且所述衍射光學元件具有通過光學微加工技術構成的表面微結構，用于使得入射激光發(fā)生衍射并使其被調(diào)制成具有特定投射規(guī)則的離散光斑。

8.如權利要求1所述的紅外編碼投影裝置，其中，所述激光發(fā)生器是用于發(fā)射多點激光陣列的垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)，并且所述衍射光學元件具有復制入射的所述多點激光陣列以得到周期性離散光斑的表面結構。

9.一種深度數(shù)據(jù)檢測系統(tǒng)，包括：

如權利要求1-8中任一項所述的紅外編碼投影裝置，具有多種工作模式，在每一種工作模式下以驅(qū)動裝置驅(qū)動不同的投射角度向被測空間投射帶有紋理的紅外光束，以在被測空間中的待檢測物體上形成隨機分布的紅外紋理；

位于所述紅外編碼投影裝置兩側(cè)的兩個紅外光圖像傳感器，所述兩個紅外光圖像傳感器之間具有預定相對空間位置關系，對于每一種工作模式，所述兩個紅外光圖像傳感器分別對所述被測空間成像，從而形成兩個紅外紋理圖像；

處理器，用于獲取不同工作模式下使用所述兩個紅外光圖像傳感器得到的兩個紅外紋理圖像，根據(jù)所述兩個紅外光圖像傳感器之間的預定相對空間位置關系、基于所述紅外紋理中同一個紋理片段在所述兩個紅外紋理圖像中相對應地形成的紋理片段圖像的位置差異，確定各個工作模式下所述紅外紋理相對于所述兩個紅外光圖像傳感器的深度數(shù)據(jù)，將多種工作模式下確定的深度數(shù)據(jù)融合，得到新的深度數(shù)據(jù)，作為待檢測物體的最終深度數(shù)據(jù)。

10.根據(jù)權利要求9所述的深度數(shù)據(jù)檢測系統(tǒng)，還包括：

控制器，分別與所述紅外編碼投影裝置和所述兩個紅外光圖像傳感器連接，用于控制所述兩個紅外光圖像傳感器同步拍攝，并在所述兩個紅外光圖像傳感器每一幀曝光結束后，將所述紅外編碼投影裝置切換到下一工作模式。

11.根據(jù)權利要求10所述的深度數(shù)據(jù)檢測系統(tǒng)，其中，

所述控制器通過向所述兩個紅外光圖像傳感器發(fā)送觸發(fā)信號來觸發(fā)所述兩個紅外圖像傳感器進行成像，

所述控制器通過向所述紅外編碼投影裝置發(fā)送切換信號來切換所述紅外編碼投影裝置的工作模式，

其中，所述觸發(fā)信號與所述切換信號同步。

12.根據(jù)權利要求9所述的深度數(shù)據(jù)檢測系統(tǒng)，其中，

所述確定各個工作模式下所述紅外紋理相對于所述兩個紅外光圖像傳感器的深度數(shù)據(jù)包括：

在每一種工作模式下，選取相同尺寸的采樣窗口對兩個紅外紋理圖像進行窗口匹配，并且其中，

所述將多種工作模式下確定的深度數(shù)據(jù)融合包括：

根據(jù)每一種工作模式下的窗口匹配結果，確定最終的匹配結果。