[發(fā)明專利]結構光深度感測器及感測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811331270.5
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109470166B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設計）人: 謝依珊
• 申請（專利權）人: 業(yè)成科技（成都）有限公司;業(yè)成光電（深圳）有限公司;英特盛科技股份有限公司
• 主分類號: G01B11/22
• 分類號: G01B11/22
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 楊冬梅;張行知

1.一種結構光深度感測器，用于感測對象的深度，其特征在于：所述結構光深度感測器包括

投射器，包括多點光源，所述多點光源包括多個等間距排列的光源點，所述多點光源用于向所述對象投射不同編碼的結構光；

相機，設于所述投射器的一側，用于拍攝由所述對象反射的結構光；

存儲器，用于存儲所述相機的參數信息、以及所述投射器與所述相機的距離信息；及

處理器，分別與所述投射器、所述相機及所述存儲器電性連接；

所述處理器控制所述投射器向所述對象多次投射不同編碼的結構光，形成多個編碼圖像，控制所述相機拍攝多次由所述對象反射的結構光，形成多個拍攝圖像，在多個編碼圖像中設定編碼區(qū)塊，在所述多個拍攝圖像中匹配到對應所述編碼區(qū)塊的拍攝區(qū)塊，計算所述編碼區(qū)塊與所述拍攝區(qū)塊的視差，并計算所述對象的深度，其中所述投射器的最少投射次數n與所述光源點的數量m的關系為2^n-1≤m≤2ⁿ，且所述多點光源的n次點亮方式分別為每間隔2⁰個所述光源點點亮2⁰個、每間隔2¹個所述光源點點亮2¹個到每間隔2^n-1個所述光源點點亮2^n-1個。

2.如權利要求1所述的結構光深度感測器，其特征在于：所述投射器還包括衍射光學元件，所述衍射光學元件與所述多點光源相對設置，用于將所述多點光源發(fā)射的激光分成多束。

3.如權利要求2所述的結構光深度感測器，其特征在于：所述投射器還包括透鏡，所述透鏡設于所述多點光源與所述衍射光學元件之間。

4.如權利要求1所述的結構光深度感測器，其特征在于：所述多點光源為垂直腔面發(fā)射激光器。

5.一種結構光深度感測器的感測方法，所述結構光深度感測器包括相機、包括多個等間距排列光源點的多點光源、處理器和存儲器，所述感測方法包括：

生成不同編碼的結構光；

向對象連續(xù)投射不同編碼的結構光，形成多個編碼圖像；

獲取經所述對象反射的不同編碼的結構光，形成多個拍攝圖像；

按投射次序分別將多個所述編碼圖像生成編碼圖像組及對應的多個拍攝圖像生成拍攝圖像組；

設定檢測區(qū)塊；

根據所述檢測區(qū)塊的尺寸分別在多個所述編碼圖像內提取同一位置的編碼區(qū)塊；

按所述編碼圖像組的次序將多個所述編碼區(qū)塊生成編碼區(qū)塊組；

根據所述檢測區(qū)塊的尺寸分別在多個所述拍攝圖像內提取同一位置的拍攝區(qū)塊；

按所述拍攝圖像組的次序將多個所述拍攝區(qū)塊生成拍攝區(qū)塊組；

匹配所述編碼區(qū)塊組與所述拍攝區(qū)塊組；

計算匹配完成的所述編碼區(qū)塊組與所述拍攝區(qū)塊組的視差；

根據所述視差計算所述對象的深度，其中所述檢測區(qū)塊的邊長設為相鄰所述光源點的間距，

最少投射次數n與所述光源點的數量m的關系為2^n-1≤m≤2ⁿ，且所述多點光源的n次點亮方式分別為每間隔2⁰個所述光源點點亮2⁰個、每間隔2¹個所述光源點點亮2¹個到每間隔2^n-1個所述光源點點亮2^n-1個。

6.如權利要求5所述的感測方法，其特征在于：匹配所述編碼區(qū)塊組與所述拍攝區(qū)塊組時，若所述編碼區(qū)塊組與所述拍攝區(qū)塊組的圖像按次序均一致，則匹配成功。

7.如權利要求5所述的感測方法，其特征在于：所述多點光源設有分成兩行的少于等于64個所述光源點，每行包括多個等間距排列的所述光源點，控制據所述檢測區(qū)塊分別在所述編碼圖像和所述拍攝圖像內提取所述編碼區(qū)塊和所述拍攝區(qū)塊時，所述編碼區(qū)塊和所述拍攝區(qū)塊內分別包含四個所述光源點的圖像，則一個所述編碼區(qū)塊內所包含的所述光源點的點亮狀態(tài)有16種。

8.如權利要求7所述的感測方法，其特征在于：所述處理器控制所述多點光源點亮兩次，一次多個所述編碼區(qū)塊內所包含的所述光源點的圖像的點亮狀態(tài)各不相同，另一次所述光源點的點亮狀態(tài)為任意連續(xù)的六個所述光源點中前四個所述光源點與后四個所述光源點不同。