[發(fā)明專利]用于結(jié)構(gòu)化光對象捕獲的混合成像傳感器

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201780048984.2
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN109564290A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·K·普里塞;M·布萊耶;趙建;D·德曼多爾克斯
• 申請（專利權(quán)）人: 微軟技術(shù)許可有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/481;G01S7/486;G01S7/491;G01S17/46
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華;辛鳴

一種三維成像系統(tǒng)(100)，包括具有被集成在一個感光器陣列(122)中的紅外波長感光器和可見光波長感光器(128)的混合成像傳感器(106)。三維成像系統(tǒng)包括帶通濾波器(118)以在光在混合成像傳感器(106)處被接收之前對傳入光(116)濾波以減少紅外波長感光器與可見光波長感光器之間的串?dāng)_。紅外感光器接收由結(jié)構(gòu)化光源提供的紅外光并且可見光波長感光器接收環(huán)境可見光。混合成像傳感器并發(fā)地和/或同時地收集紅外圖像數(shù)據(jù)和可見光圖像數(shù)據(jù)。

背景技術(shù)

三維(3D)成像系統(tǒng)通常結(jié)合可見光成像系統(tǒng)使用以提供與可見光圖像(通常是彩色圖像)的像素相關(guān)的深度信息。深度信息傳統(tǒng)上使用飛行時間成像系統(tǒng)或利用紅外光來計算距離的結(jié)構(gòu)化光成像系統(tǒng)來收集。

紅外光傳統(tǒng)上從3D成像系統(tǒng)發(fā)射并且使用紅外成像傳感器中的一個或多個紅外感光器來檢測。具有紅外成像傳感器和可見光成像傳感器兩者的3D成像系統(tǒng)可以經(jīng)歷由于這些傳感器之間的物理移位導(dǎo)致的紅外成像傳感器和可見光成像傳感器之間的透視偏移。

物理移位導(dǎo)致深度數(shù)據(jù)與可見光圖像數(shù)據(jù)的未對準(zhǔn)，因為對象或表面可能分別被成像傳感器中的一個或另一個遮擋。額外地，傳統(tǒng)3D成像系統(tǒng)使幀捕獲在紅外波長感光器與可見光波長感光器之間交替以減少可見光波長感光器與紅外波長感光器之間的串?dāng)_。

然而，使幀捕獲交替對可見光圖像數(shù)據(jù)和紅外圖像數(shù)據(jù)(即，深度數(shù)據(jù))引入額外的時間移位。這在3D成像系統(tǒng)和/或被成像的目標(biāo)正在移動時可能是特別有問題的。例如，時間移位導(dǎo)致不正確的深度數(shù)據(jù)或在成像期間在3D成像系統(tǒng)和/或目標(biāo)的移動期間深度數(shù)據(jù)相對于可見光圖像數(shù)據(jù)的失效。

本文中要求保護(hù)的主題不限于解決任何缺點或僅僅操作于例如以上描述的環(huán)境的環(huán)境中的實施例。相反，該背景僅僅被提供以說明本文中描述的一些實施例可以被實踐在其中的一個示例性技術(shù)領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

在一些公開的實施例中，一種三維成像的系統(tǒng)被配置具有結(jié)構(gòu)化光源、混合成像傳感器、以及帶通濾波器。結(jié)構(gòu)化光源發(fā)射以結(jié)構(gòu)化照射圖案的光。發(fā)射光以在大約750nm與大約1000nm之間的峰值紅外波長來發(fā)射。

混合成像傳感器被配置具有多個域。這些域中的至少一個域包括至少一個可見光波長感光器和至少一個紅外波長感光器。可見光波長感光器檢測可見光波長范圍內(nèi)的環(huán)境光。紅外波長感光器檢測紅外波長范圍內(nèi)的紅外光，其中混合成像傳感器被配置為將發(fā)射光的一部分檢測為反射光。帶通濾波器通過在可見光波長范圍內(nèi)和紅外波長范圍內(nèi)的光。

在一些實施例中，三維成像的系統(tǒng)還被配置具有與混合成像傳感器數(shù)據(jù)通信的一個或多個處理器，并且一個或多個處理器被配置為執(zhí)行用于控制系統(tǒng)的混合成像傳感器和/或相關(guān)部件的存儲的計算機可執(zhí)行指令。

所公開的實施例還包括用于利用所公開的系統(tǒng)來執(zhí)行三維成像的方法。這些方法包括利用成像系統(tǒng)來接收傳入光，其中傳入光包括可見光、紅外環(huán)境光、以及從紅外照射器反射的紅外光。該方法還包括對傳入光進(jìn)行濾波以衰減至少在大約650nm與大約750nm之間的光；以及利用至少一個可見光波長感光器來收集關(guān)于可見光的可見光圖像數(shù)據(jù)并且并發(fā)地利用至少一個紅外波長感光器來收集關(guān)于紅外光的紅外圖像數(shù)據(jù)。

提供本發(fā)明內(nèi)容從而以簡化的形式介紹下面在具體實施方式中進(jìn)一步描述的一系列概念。本發(fā)明內(nèi)容不旨在確定要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用作確定要求保護(hù)的主題的范圍的輔助。

額外的特征和優(yōu)點將被闡述在隨后的描述中，并且部分將從描述顯而易見，或者可以通過對本文中的教導(dǎo)的實踐來習(xí)得。本發(fā)明的特征和優(yōu)點可以借助于在權(quán)利要求中特別指出的裝置和組合來實現(xiàn)和獲得。本發(fā)明的特征將從下面的描述和權(quán)利要求變得更完整地顯而易見，或者可以通過對如在后文中闡述的本發(fā)明的實踐來習(xí)得。

附圖說明