[發明專利]結構光深度相機參數設計方法及系統

有效

• 申請號: 202110458971.0
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113189603B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 熊斌;郭振民
• 申請（專利權）人: 南昌虛擬現實研究院股份有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/481
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 何世磊

1.一種結構光深度相機參數設計方法，其特征在于，所述方法包括：

根據結構光深度相機的工作范圍和視場角確定對焦平面與光軸的夾角；

確定所述結構光深度相機的安裝位置，以及傾角和透鏡焦距之間的關系，所述結構光深度相機中的圖像傳感器與鏡頭呈所述傾角進行安裝，且安裝后的光學參數符合沙姆定律；

根據該工作范圍確定所述結構光深度相機的景深，從而確定所述結構光深度相機的光圈大小與像素尺寸之間的關系；

確定所述結構光深度相機的安裝位置，以及傾角和透鏡焦距之間的關系的步驟中，所述結構光深度相機的安裝位置，以及傾角和透鏡焦距之間的關系滿足以下條件式：

其中，成像平面、光心平面、對焦平面相交于第一直線，過光心且平行于成像平面的平面P、焦平面、對焦平面相交于第二直線，l表示光心到第一直線的距離，v表示圖像傳感器到光心的安裝距離，f表示透鏡焦距，θ表示圖像傳感器與鏡頭之間的傾角，d₁和d₂分別表示所述結構光深度相機的工作范圍的最小值和最大值，α表示對焦平面與光軸的夾角，β表示所述視場角。

2.根據權利要求1所述的結構光深度相機參數設計方法，其特征在于，根據結構光深度相機的工作范圍和視場角確定對焦平面與光軸的夾角的步驟中，采用下式確定對焦平面與光軸的夾角：

3.根據權利要求1所述的結構光深度相機參數設計方法，其特征在于，確定所述結構光深度相機的安裝位置，以及傾角和透鏡焦距之間的關系的步驟中，在選取透鏡焦距時，需滿足以下條件式：

4.根據權利要求3所述的結構光深度相機參數設計方法，其特征在于，根據該工作范圍確定所述結構光深度相機的景深，從而確定所述結構光深度相機的光圈大小與像素尺寸之間的關系的步驟中，采用下式確定光圈大小與像素尺寸之間的關系：

其中，F表示光圈大小，p表示像素尺寸，d_A表示光心到成像平面距離，d_D表示光心到對焦平面的距離，且d_A＝l*sinθ，d_D＝l*cosα。

5.一種結構光深度相機參數設計系統，其特征在于，所述系統包括：

第一確定模塊，用于根據結構光深度相機的工作范圍和視場角確定對焦平面與光軸的夾角；

第二確定模塊，用于確定所述結構光深度相機的安裝位置，以及傾角和透鏡焦距之間的關系，所述結構光深度相機中的圖像傳感器與鏡頭呈所述傾角進行安裝，且安裝后的光學參數符合沙姆定律；

第三確定模塊，用于根據該工作范圍確定所述結構光深度相機的景深，從而確定所述結構光深度相機的光圈大小與像素尺寸之間的關系；

第二確定模塊用于采用下式確定結構光深度相機的安裝位置，以及傾角和透鏡焦距之間的關系：

其中，成像平面、光心平面、對焦平面相交于第一直線，過光心且平行于成像平面的平面P、焦平面、對焦平面相交于第二直線，l表示光心到第一直線的距離，v表示圖像傳感器到光心的安裝距離，f表示透鏡焦距，θ表示圖像傳感器與鏡頭之間的傾角，d₁和d₂分別表示所述結構光深度相機的工作范圍的最小值和最大值，α表示對焦平面與光軸的夾角，β表示所述視場角。

6.根據權利要求5所述的結構光深度相機參數設計系統，其特征在于，所述第一確定模塊采用下式確定對焦平面與光軸的夾角：

7.根據權利要求5所述的結構光深度相機參數設計系統，其特征在于，所述第二確定模塊在選取透鏡焦距時，需滿足以下條件式：

8.根據權利要求7所述的結構光深度相機參數設計系統，其特征在于，所述第三確定模塊用于采用下式確定光圈大小與像素尺寸之間的關系：

其中，F表示光圈大小，p表示像素尺寸，d_A表示光心到成像平面距離，d_D表示光心到對焦平面的距離，且d_A＝l*sinθ，d_D＝l*cosα。