[發明專利]一種基于TOF的深度測量裝置、方法及電子設備

有效

• 申請號: 202010445256.9
• 申請日: 2020-05-24
• 公開（公告）號: CN111736173B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 楊鵬;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;G01S7/48;G01S7/481;G01S7/4861;G01S17/10
• 代理公司: 深圳漢世知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 44578
• 代理人: 田志立

1.一種基于TOF的深度測量裝置，其特征在于，包括：

光發射模組，用于向目標物體發射光束；

成像模組，用于采集經所述目標物體反射回的反射光束并生成相應的電信號，以及采集所述目標物體的二維圖像；

控制與處理器，分別與所述光發射模組以及所述成像模組連接，用于控制所述光發射模組發射被調制的發射光束至目標空間中；以及，同步觸發所述成像模組開啟并接收來自所述成像模組生成的所述電信號和所述二維圖像，基于所述發射模組與成像模組之間的發射信號和所述電信號的相位差獲得目標物體的多個TOF深度值，同時利用所述二維圖像進行深度學習以獲取目標物體的相對深度值，進而基于所述相對深度值從所述多個TOF深度值中確定實際深度值，其中，所述二維圖像及TOF深度圖均是TOF圖像傳感器在同一視角采集得到，二維圖像中的各個像素與TOF深度圖中的各個像素一一對應。

2.如權利要求1所述的基于TOF的深度測量裝置，其特征在于：

所述光發射模組被設置成在所述控制與處理器的控制下以多個調制頻率發射時序上振幅被連續波調制的光束；

所述成像模組被設置成采集至少部分所述光束并生成相應的電信號；

所述控制與處理器被設置成根據所述電信號計算出相位差，基于所述相位差計算所述光束由發射到被采集所需要的飛行時間，并基于所述飛行時間計算各個像素的TOF深度值。

3.如權利要求1所述的基于TOF的深度測量裝置，其特征在于：所述控制與處理器還包括有深度計算單元，所述深度計算單元包括有卷積神經網絡結構，通過所述卷積神經網絡結構對所述二維圖像進行深度學習以獲得所述目標物體的相對深度值。

4.一種基于TOF的深度測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

S20、控制光發射模組向目標物體發射被調制的發射光束；

S21、控制成像模組采集所述發射光束經目標物體反射回的反射光束并生成相應的電信號；以及，采集目標物體的二維圖像；

S22、利用控制與處理器接收所述成像模組生成的所述電信號以及接收來自所述成像模組的二維圖像，并基于所述發射模組與成像模組之間的發射信號和所述電信號的相位差獲得目標物體的多個TOF深度值，同時利用所述二維圖像進行深度學習以獲取目標物體的相對深度值，進而基于所述相對深度值從所述多個TOF深度值中確定實際深度值，其中，所述二維圖像及TOF深度圖均是TOF圖像傳感器在同一視角采集得到，二維圖像中的各個像素與TOF深度圖中的各個像素一一對應。

5.如權利要求4所述的基于TOF的深度測量方法，其特征在于：

所述光發射模組被設置成在所述控制與處理器的控制下以多個調制頻率發射時序上振幅被連續波調制的光束；

所述成像模組被設置成采集經目標物體反射回的至少部分反射光束并生成相應的電信號；

所述控制與處理器被設置成根據所述電信號計算相位差，基于所述相位差計算所述光束由發射到被采集所需的飛行時間，并基于所述飛行時間計算各個像素的TOF深度值。

6.如權利要求4所述的基于TOF的深度測量方法，其特征在于：所述控制與處理器包括有深度計算單元，在步驟S22中，所述深度計算單元通過設計卷積神經網絡結構，以對所述二維圖像進行深度學習以獲取所述目標物體的相對深度值。

7.如權利要求4所述的基于TOF的深度測量方法，其特征在于：步驟S22中，所述控制與處理器通過將所述多個TOF深度值與所述相對深度值作差并取絕對值，選取最小絕對值對應的TOF深度值作為實際深度值；或，

利用所述深度學習得到的所述相對深度值的連續性，指導TOF深度值解卷繞以從所述多個TOF深度值中確定實際深度值。

8.如權利要求4所述的基于TOF的深度測量方法，其特征在于：所述控制與處理器基于所述TOF深度值生成目標物體的TOF深度圖，同時基于所述相對深度值生成目標物體的相對深度圖。