[發明專利]一種光纖標定裝置及方法

有效

• 申請號: 202010300491.7
• 申請日: 2020-04-16
• 公開（公告）號: CN111667537B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 孫瑞;曾海;王兆民;孫飛;王家麒;高駿晨
• 申請（專利權）人: 奧比中光科技集團股份有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G01S7/497;G01S17/08
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 孟學英

本發明提供一種光纖標定裝置及方法，用于標定TOF相機，包括：第一光纖，用于將TOF相機發射模組的光束傳輸至第一部件；第一部件，與光導纖維組中光導纖維的輸入端相連，用于接收發射模組的光束并分別通過每一條光導纖維向外傳輸；光導纖維組，包括至少兩條不同長度的光導纖維，用于傳輸光束，每一條光導纖維包括輸入端和輸出端；第二部件，與光導纖維組中光導纖維的輸出端相連，用于分別接收每一條光導纖維傳輸的光束并通過第二光纖傳輸到TOF相機的接收模組并依次產生光信號；控制與處理器，用于分別基于光信號計算所述光束的飛行時間以獲取光束實際飛行距離，擬合wiggling曲線，對所述TOF相機進行標定。

技術領域

本發明涉及光纖標定技術領域，尤其涉及一種光纖標定裝置及方法。

背景技術

時間飛行(Time?of?Flight，TOF)測距技術是通過計算光束從被發射到經目標物體反射被接收的時間差或相位差來計算目標物體的距離，以獲得目標物體的深度數據信息。基于TOF測距技術已經開始應用在三維測量、手勢控制、機器人導航、安防和監控等領域。

在現有技術中，TOF深度相機主要含有以下幾種誤差來源：1、由于調制-解調信號偏差產生的系統誤差，簡稱“wiggling”；2、由入射光強度變化引起的誤差；3、溫度變化引起的誤差；4、積分時間不同引起的誤差。因此，若想要實現更高精度的測量，就需要對誤差進行校正。在上述誤差校正中，最繁瑣的誤差校正為wiggling，現有方法對于wiggling標定通常采用導軌法或cattree，但是這兩種方法僅適用近距離的TOF相機標定，對于遠距離的TOF標定，則由于標定設備體積大，且效率低，不利于實際應用。

專利申請201910169388.2提出了一種光纖標定技術，利用不同長度的光導纖維對TOF相機的不同距離進行標定。該技術不僅縮小了標定設備的體積，而且提高了標定效率。但是由于不同長度的光導纖維最后被不同的相機像素接收，因此該技術無法避免由于不同像素之間的相位延遲、像素偏差等造成的精度誤差。

以上背景技術內容的公開僅用于輔助理解本發明的構思及技術方案，其并不必然屬于本專利申請的現有技術，在沒有明確的證據表明上述內容在本專利申請的申請日已經公開的情況下，上述背景技術不應當用于評價本申請的新穎性和創造性。

發明內容

本發明為了解決現有的問題，提供一種光纖標定裝置及方法。

為了解決上述問題，本發明采用的技術方案如下所述：

一種光纖標定裝置，用于標定TOF相機，包括控制與處理器和依序連接的：第一光纖、第一部件、光導纖維組、第二部件、第二光纖；所述第一光纖，用于將所述TOF相機發射模組的光束傳輸至所述第一部件；所述第一部件，與所述光導纖維組中光導纖維的輸入端相連，用于接收所述發射模組的光束并分別通過每一條所述光導纖維向外傳輸；光導纖維組，包括至少兩條不同長度的光導纖維，用于傳輸所述光束，每一條所述光導纖維包括所述輸入端和輸出端；所述第二部件，與所述光導纖維組中所述光導纖維的輸出端相連，用于分別接收每一條所述光導纖維傳輸的光束并通過所述第二光纖傳輸到所述TOF相機的接收模組并依次產生光信號；所述控制與處理器，與所述TOF相機的發射模組和采集模組連接，用于分別基于所述光信號計算所述光束的飛行時間以獲取所述光束實際飛行距離，利用所述光束傳輸的理論光程與對應的所述光束實際飛行距離擬合wiggling曲線，對所述TOF相機進行標定。

在本發明的一種實施例中，所述第一部件是第一光路開關，用于導通或關閉每一條所述光導纖維的輸入端；所述第二部件是第二光路開關，用于導通或關閉每一條所述光導纖維的輸出端。第一控制開關，控制所述第一部件導通或關閉所述光導纖維的輸入端；第二控制開關，控制所述第二部件導通或關閉所述光導纖維的輸出端。