[發明專利]被動式三維成像裝置

在審

• 申請號: 202210403946.7
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN114928738A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 劉鑫;蔡文靖;楊加強;王岳
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十一研究所
• 主分類號: H04N13/261
• 分類號: H04N13/261;H04N13/128;H04N13/236;H04N13/271;H04N5/225;H04N5/33;G01S17/894
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 張然

本發明公開了一種被動式三維成像裝置，包括：光信號采集模塊，用于采集來自場景與目標的不同譜段的光信號；光電傳感模塊，用于基于不同譜段的光信號生成多幀二維圖像；處理器模塊，用于基于所述多幀二維圖像獲取所述被動式三維成像裝置的位姿信息，并基于所述位姿信息與多幀所述二維圖像生成三維圖像。本發明采用可采集不同譜段光信號的光信號采集模塊，使被動式三維成像裝置達到全天時工作的特點；使用互相適配的各模塊組成被動式三維成像裝置，提高了集成度，降低了成本，使被動式三維成像裝置能夠廣泛的應用，且通過被動式三維成像裝置中的離散點標定模塊可對原始深度圖進行標定優化，增強了三維成像的精度。

技術領域

本發明涉及三維成像技術領域，尤其涉及一種被動式三維成像裝置。

背景技術

目前，三維成像技術在無人駕駛、機器人導航、航空航天、地形測繪等領域都有迫切需求。傳統的光電成像設備僅具有二維成像和單點激光測距能力。現有三維成像方法主要分為主動式三維成像方法和被動式三維成像方法。

主動式三維成像方法又分為基于直接ToF(飛行時間)的三維成像方法和基于間接飛行時間的三維成像方法。主動式三維成像設備具有隱蔽性差、集成度低、功耗大、成本高等缺點，從而限制了其推廣應用。

被動式三維成像方法是基于二維圖像信息解算獲得深度信息，從而實現三維成像。但現有被動式三維成像設備具有集成度低、成本高、作用距離近、精度低等缺點，也難以廣泛應用。

發明內容

本發明提供一種被動式三維成像裝置，用以至少解決現有技術中被動式三維成像設備精度低的問題。

根據本發明實施例中的被動式三維成像裝置，包括：

光信號采集模塊，用于采集來自場景與目標的不同譜段的光信號；

光電傳感模塊，用于基于所述不同譜段的光信號生成多幀二維圖像；

處理器模塊，用于基于所述多幀二維圖像獲取所述被動式三維成像裝置的位姿信息，并基于所述位姿信息與所述多幀二維圖像生成三維圖像。

根據本發明的一些實施例，所述光信號采集模塊為單孔徑寬譜段光學系統，所述單孔徑寬譜段光學系統的焦距可調。

根據本發明的一些實施例，所述光電傳感模塊的工作譜段至少包括可見光譜段，所述可見光譜段的像元間距為6μm×6μm、有效像素數為1280×1024，圖像頻幀為25HZ。

根據本發明的一些實施例，所述光電傳感模塊工作譜段至少包括紅外譜段，所述紅外光譜段的像元間距為12μm×12μm、有效像素數640×512，圖像頻幀為25HZ。

根據本發明的一些實施例，所述處理器模塊用于：

基于所述多幀二維圖像，采用視覺同步定位與建圖方法，獲得所述位姿信息與場景的稀疏點云；

將所述位姿信息與所述稀疏點云作為基于深度學習的多幀深度估計方法的優化輸入，獲得場景的原始深度圖；

根據所述原始深度圖選取不同距離上的多個離散點，并通過離散點標定模塊獲取離散點距離信息，以對所述原始深度圖進行標定，獲得場景的深度圖，生成場景的三維圖像。

根據本發明的一些實施例，所述離散點標定模塊的發射光源根據所述離散點的位姿進行指向控制。