[發明專利]一種深度測量裝置和方法

有效

• 申請號: 201911312430.6
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111045030B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 曾海;王兆民
• 申請（專利權）人: 奧比中光科技集團股份有限公司
• 主分類號: G01S17/894
• 分類號: G01S17/894
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 郭雨桐

本發明提供了一種深度測量裝置和方法，該深度測量裝置包括發射模組、采集模組以及控制與處理器；發射模組用于向目標物體投射由多個輸出光束組成的斑點圖案；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所述像素陣列中的部分像素采集經所述目標物體反射回的反射光的光信號，并將所述光信號轉化成電信號；控制與處理器分別與所述發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并計算相位差而獲取第一深度圖，以及對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行處理，以獲取深度值并輸出第二深度圖。本發明的技術方案可有效提高本深度測量裝置的測量精度。

技術領域

本發明屬于深度測量技術領域，尤其涉及一種深度測量裝置和方法。

背景技術

目前，基于ToF(Time of flight，時間飛行)原理的ToF深度測量裝置，其核心部件包括光源和感光器，光源被配置為朝向目標物體發射輸出光束或由輸出光束組成的圖案，而感光器用于接收由目標物體反射回來的反射光，從而基于該反射光來標識和映射目標物體。

然而，在實際的測量過程中，ToF的測量精度及測量距離會受到光源強度的影響，在現有的ToF深度測量裝置中，由于光源大多采用單一形式的泛光照明方式，并將光源發出的能量進行均勻分布，這樣就會導致所需的功耗較大，測量距離較小，并且測量精度不高；此外，由于在ToF計算模式中只能得到反射光射入的那部分像素的深度值，而不能得到全部像素的深度值，這也會造成獲取的深度圖像分辨率低，進而導致測量精度較低。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供了一種深度測量裝置，其旨在解決現有的深度測量裝置的測量精度較低的問題。

本發明提出一種深度測量裝置，包括：

發射模組，用于向目標物體投射由多個輸出光束組成的斑點圖案；

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所述像素陣列中的部分像素采集經所述目標物體反射回的反射光的光信號，并將所述光信號轉化成電信號；以及，

控制與處理器，分別與所述發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并計算相位差而獲取第一深度圖，以及對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行插值處理，以獲取深度值并輸出第二深度圖。

可選地，每一所述像素包括多個抽頭，所述抽頭用于在單個幀周期內分別采集所述反射光并形成所述電信號。

可選地，所述采集模組還包括模數轉換器，用于將所述電信號轉化為數字信號，所述控制與處理器基于所述數字信號并計算相位差以獲取所述第一深度圖。

可選地，所述深度測量裝置還包括RGB相機，所述RGB相機與所述控制與處理器連接，用于采集所述目標物體的彩色圖像；所述控制與處理器利用所述彩色圖像引導所述插值過程以提高插值精度。

可選地，所述發射模組包括光源，所述光源為垂直腔面激光發射器。

本發明還提出一種深度測量方法，所述深度測量方法使用如前所述的深度測量裝置實現，所述深度測量方法包括以下步驟：

S10、發射模組向目標物體投射斑點圖案；

S20、采集模組的像素陣列中的部分像素采集經所述目標物體反射回的反射光的光信號，并將所述光信號轉化為電信號；

S30、所述控制與處理器基于所述電信號計算相位差，以獲取所述目標物體的第一深度圖；所述控制與處理器還對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行處理，以獲取深度值并輸出第二深度圖。

可選地，每一所述像素均包括多個抽頭，所述步驟S20包括：