[發明專利]一種TOF模塊的積分時間自適應調節方法及其控制系統

有效

• 申請號: 202010764272.4
• 申請日: 2020-08-02
• 公開（公告）號: CN111935424B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 黃麗穎;賴欽偉;肖剛軍
• 申請（專利權）人: 珠海一微半導體股份有限公司
• 主分類號: H04N5/353
• 分類號: H04N5/353
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種TOF模塊的積分時間自適應調節方法，用于TOF模塊在不同工作環境下自適應調節積分時間，方法包括：結合預先設置的校準信息和當前曝光環境，TOF模塊進行積分時間的自適應調節;其中，所述預先設置的校準信息是TOF模塊被設置于標準測試環境時，基于預先選擇的采樣區域進行校準所獲取的信息；預先選擇的采樣區域是預先從紅外光強度圖像中選擇出的限定區域。本發明還公開了一種自適應調節積分時間的TOF控制系統。本發明可以根據TOF模塊實際工作環境自適應調節曝光效果最佳時的積分時間，從而獲得高質量的深度數據，具有較高靈活性，解決了現有技術獲取深度圖像信息存在過曝光或欠曝光的問題。

技術領域

本發明涉及TOF傳感器技術領域，具體涉及一種TOF模塊的積分時間自適應調節方法及其控制系統。

背景技術

近年來，基于TOF模塊獲取深度圖像的方法應用范圍越來越廣。TOF傳感技術在無人機飛行避障、人機交互、手勢識別、機器定位、智能導航、人物體檢測和工業自動化等領域得到廣泛應用。但是目前利用TOF傳感器獲取深度圖像的過程中，通常存在過曝光或欠曝光的情況導致獲取的深度圖像質量較差，影響進一步獲取三維空間位置信息的精確度。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種TOF模塊的積分時間自適應調節方法，提高了TOF模塊采集深度圖像的效率和準確度。本發明的具體技術方案如下：

一種TOF模塊的積分時間自適應調節方法，其特征在于，所述調節方法包括如下步驟：結合預先設置的校準信息和當前曝光環境，TOF模塊進行積分時間的自適應調節；其中，所述預先設置的校準信息是TOF模塊被設置于標準測試環境時，基于預先選擇的采樣區域進行校準所獲取的信息；所述預先選擇的采樣區域是預先從紅外光強度圖像中選擇出的限定區域。該調節方法使得TOF模塊能夠在不同的環境下通過自適應調節積分時間快速獲取曝光效果最佳時的深度數據。

進一步地，所述TOF模塊進行積分時間自適應調節具體包含如下步驟：采集實時紅外光強度圖，計算當前紅外光強度圖中采樣區域內強度中值IR_real；根據當前紅外光強度圖中采樣區域內強度中值IR_real和當前積分時間Integration_time在標準曲線中對應的標準強度中值IR_standard，計算縮放系數Scale_factor；基于校準信息中的曝光效果最佳時的強度中值IR_best、積分時間Integration_time與強度中值IR_mid的標準曲線關系式以及縮放系數Scale_factor，計算曝光效果最佳時的積分時間Integration_time_best；TOF模塊基于曝光效果最佳時的積分時間Integration_time_best對自身積分時間做出調整。該自適應調節步驟基于校準信息和TOF模塊當前所處工作環境信息計算曝光效果最佳時的積分時間并根據曝光效果最佳時的積分時間對TOF模塊當前積分時間做出調整從而獲得高質量的深度圖像。

進一步地，所述縮放系數Scale_factor是指當前積分時間在標準曲線關系式中對應的標準強度中值IR_standard和當前紅外光強度圖中采樣區域內強度中值IR_real的比值的n次冪。所述縮放系數的作用是TOF模塊通過利用縮放系數使得標準測試環境下獲得的標準曲線關系式能在不同工作環境下作為參考關系式。

進一步地，所述曝光效果最佳時的積分時間通過將預先選擇的曝光效果最佳時的強度中值IR_best和當前縮放系數Scale_factor的乘積作為IR_mid代入標準曲線關系式中獲得。本發明具有快速獲得曝光效果最佳時的積分時間的技術效果，通過校準信息中預先選擇的曝光效果最佳時的強度中值IR_best和縮放系數的乘積可當做當前工作環境曝光效果最佳時的強度中值，利用標準曲線關系式代入當前工作環境曝光效果最佳時的強度中值即可快速獲得當前工作環境曝光效果最佳時的積分時間。

進一步地，基于對深度圖像的需求，從紅外光強度圖像中選擇出符合功能需求的限定區域作為采樣區域。本發明可根據TOF模塊應用產品的具體功能需求不同，對所述紅外光強度圖像中的采樣區域進行定制化限定，具有高度靈活性。