[發明專利]場景深度測量方法、系統、設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202010216887.3
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN113447954A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 蘇公喆;楊心杰;朱力
• 申請（專利權）人: 深圳市光鑒科技有限公司
• 主分類號: G01S17/894
• 分類號: G01S17/894;G01S17/32;G01S7/4865
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• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種場景深度測量方法、系統、設備及存儲介質，包括如下步驟：控制光源向場景中目標物體投射第一光信號，所述第一光信號經所述目標物體反射形成第二光信號；通過圖像傳感器在至少三個接收窗口接收所述第二光信號生成至少三個采集光信號，所述至少三個采集光信號相對于所述第二光信號的相位延遲不同；根據至少三個接收窗口連續接收到的第二光信號的脈沖波形將測量區間分為多個測量段，所述測量區間根據所述第一光信號的脈沖寬度確定；根據所述至少三個采集光信號的輻射能量確定對應的測量段，進而確定所述目標物體的深度信息。本發明將整個測量區間的深度計算分為多個測量段的深度測量，實現深度的準確計算。

技術領域

本發明涉及飛行時間相機，具體地，涉及一種場景深度測量方法、系統、設備及存儲介質。

背景技術

近年來，飛行時間(ToF)相機已成為一種流行的3D成像技術，在諸如機器人導航，運動捕捉，人機界面和3D映射之類的一些科學和消費類應用中均得到普及。

ToF相機與普通相機成像過程類似，主要由光源、感光芯片、鏡頭、傳感器、驅動控制電路以及處理電路等幾部分關鍵單元組成。ToF相機包括兩部分核心模塊，發射照明模塊和感光接收模塊，根據這兩大核心模塊之間的相互關聯來生成深度信息。ToF相機的感光芯片根據像素單元的數量也分為單點和面陣式感光芯片，為了測量整個三維物體表面位置深度信息，可以利用單點ToF相機通過逐點掃描方式獲取被探測物體三維幾何結構，也可以通過面陣式ToF相機，拍攝一張場景圖片即可實時獲取整個場景的表面幾何結構信息，面陣式ToF相機更易受到消費類電子系統搭建的青睞。

如圖1所示，T：x(t)為光源發出的光信號，R：y(t)為光源接收的光信號，通過兩個錯開的第一接收窗口RX1、第二接收窗口RX2接收反射能量，輻射強度分別為B1、B2；通過第三個接收窗口RX3接收環境光能量，輻射強度為B3；通過兩個錯開的接收窗口接收有效能量的比例，計算相位差，進而獲取目標物體的深度Distance。計算方式具體為：其中，Γ_range為深度測量區間，T為光源發出的光信號的脈沖寬度，c為光速。

但是現有技術的ToF相機的精度隨著度測量區間的變大降低，無法適用于測量精度較大的應用場景。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種場景深度測量方法、系統、設備及存儲介質。

根據本發明提供的場景深度測量方法，包括如下步驟：

步驟S1：控制光源向場景中目標物體投射第一光信號，所述第一光信號經所述目標物體反射形成第二光信號；

步驟S2：通過圖像傳感器在至少三個接收窗口接收所述第二光信號生成至少三個采集光信號，所述至少三個采集光信號相對于所述第二光信號的相位延遲不同；

步驟S3：根據至少三個接收窗口連續接收到的第二光信號的脈沖波形將測量區間分為多個測量段，所述測量區間根據所述第一光信號的脈沖寬度確定；

步驟S4：根據所述至少三個采集光信號的輻射能量確定對應的測量段，進而確定所述目標物體的深度信息。

優選地，所述步驟S1包括如下步驟：

步驟S101：獲取預設置的調制函數，根據所述調制函數生成第一調制信號；

步驟S102：根據所述第一調制信號對所述光源發射的光束進行調整，使得所述光源發生所述第一光信號；

步驟S103：將所述第一光信號投射至所述目標物體，所述第一光信號經所述目標物體反射形成第二光信號。

優選地，所述步驟S2包括如下步驟：

步驟S201：獲取預設置的接收窗口，所述接收窗口的脈沖寬度大于或小于所述第一光信號的脈沖寬度，所述第一光信號的脈沖波形呈多個順次排列的矩形；