[發(fā)明專利]一種深度測(cè)量裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911312430.6
• 申請(qǐng)日: 2019-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN111045030B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾海;王兆民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奧比中光科技集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/894
• 分類號(hào): G01S17/894
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 郭雨桐

1.一種深度測(cè)量裝置，其特征在于，包括：

發(fā)射模組，用于向目標(biāo)物體投射由多個(gè)輸出光束組成的斑點(diǎn)圖案；

采集模組，包括圖像傳感器，所述圖像傳感器包括像素陣列，所述采集模組用于通過(guò)所述像素陣列中的部分像素采集經(jīng)所述目標(biāo)物體反射回的反射光的光信號(hào)，并將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)；以及，

控制與處理器，分別與所述發(fā)射模組以及所述采集模組連接，所述控制與處理器用于接收所述電信號(hào)并計(jì)算相位差而獲取第一深度圖，以及對(duì)所述第一深度圖中未采集到所述反射光的另一部分所述像素進(jìn)行插值處理，以獲取深度值并輸出第二深度圖；其中，第一深度圖中斑點(diǎn)所照射到的像素上有深度數(shù)據(jù)，在無(wú)光束照明的像素上則沒有深度數(shù)據(jù)，無(wú)光束照明的像素作為第一深度圖中未采集到反射光的另一部分像素；

所述深度測(cè)量裝置還包括RGB相機(jī)，所述RGB相機(jī)與所述控制與處理器連接，用于采集所述目標(biāo)物體的彩色圖像；所述控制與處理器利用所述彩色圖像引導(dǎo)所述插值過(guò)程以提高插值精度，包括：控制與處理器控制RGB相機(jī)采集目標(biāo)物的彩色圖像，對(duì)彩色圖像進(jìn)行邊緣提取以獲取彩色圖像的彩色邊緣，將彩色邊緣通過(guò)對(duì)齊標(biāo)定結(jié)果映射到第一深度圖中以對(duì)其進(jìn)行恢復(fù)處理。

2.如權(quán)利要求1所述的深度測(cè)量裝置，其特征在于，每一所述像素包括多個(gè)抽頭，所述抽頭用于在單個(gè)幀周期內(nèi)分別采集所述反射光并形成所述電信號(hào)。

3.如權(quán)利要求1所述的深度測(cè)量裝置，其特征在于，所述采集模組還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，所述控制與處理器基于所述數(shù)字信號(hào)并計(jì)算相位差以獲取所述第一深度圖。

4.如權(quán)利要求1所述的深度測(cè)量裝置，其特征在于，所述發(fā)射模組包括光源，所述光源為垂直腔面發(fā)射激光器。

5.一種深度測(cè)量方法，其特征在于，所述深度測(cè)量方法使用如權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的深度測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)，所述深度測(cè)量方法包括以下步驟：

S10、發(fā)射模組向目標(biāo)物體投射斑點(diǎn)圖案；

S20、采集模組的像素陣列中的部分像素采集經(jīng)所述目標(biāo)物體反射回的反射光的光信號(hào)，并將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；

S30、所述控制與處理器基于所述電信號(hào)計(jì)算相位差，以獲取所述目標(biāo)物體的第一深度圖；使用RGB相機(jī)采集所述目標(biāo)物體的彩色圖像；所述控制與處理器還對(duì)所述第一深度圖中未采集到所述反射光的另一部分所述像素進(jìn)行處理，以所述彩色圖像或灰度圖作為引導(dǎo)圖像，對(duì)所述第一深度圖進(jìn)行插值還原以獲取所述第二深度圖，包括：控制與處理器控制RGB相機(jī)采集目標(biāo)物的彩色圖像，對(duì)彩色圖像進(jìn)行邊緣提取以獲取彩色圖像的彩色邊緣，將彩色邊緣通過(guò)對(duì)齊標(biāo)定結(jié)果映射到第一深度圖中以對(duì)其進(jìn)行恢復(fù)處理；其中，第一深度圖中斑點(diǎn)所照射到的像素上有深度數(shù)據(jù)，在無(wú)光束照明的像素上則沒有深度數(shù)據(jù)，無(wú)光束照明的像素作為第一深度圖中未采集到反射光的另一部分像素。

6.如權(quán)利要求5所述的深度測(cè)量方法，其特征在于，每一所述像素均包括多個(gè)抽頭，所述步驟S20包括：

在單個(gè)幀周期內(nèi)，以預(yù)設(shè)順序依次切換多個(gè)所述抽頭，并將每一所述抽頭所采集到的所述反射光的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述電信號(hào)。

7.如權(quán)利要求5所述的深度測(cè)量方法，其特征在于，所述深度測(cè)量方法還包括：所述控制與處理器根據(jù)所述反射光的強(qiáng)度信息以獲取所述目標(biāo)物體的灰度圖。