用于调节结构化光成像的光图案的方法和系统技术方案

本文提供了一种用于产生可调节光图案的系统和方法。系统可以包括：发送器，被配置为利用基于预定标准调节的图案化光照亮场景；接收器，被配置为接收调节的图案化光的反射；以及计算机处理器，被配置为控制图案化光的调节，并进一步分析接收的反射，以在场景中产生对象的深度图，其中，发送器可以包括：光源，被配置为产生光束；第一反射器，可近似沿笛卡尔x‑y‑z坐标系中的x‑y平面上的线倾斜；以及第二反射器，可沿所述坐标系中的z轴倾斜，其中，反射器沿它们相应的轴往复倾斜以使光束转向用于创建调节的图案化光。

Method and system for regulating light patterns of structured light imaging

A system and method for generating an adjustable light pattern are provided. The system may include a transmitter configured to use a predetermined standard adjustment based on the patterned light illuminate the scene; receiver, reflected by the configuration for the adjustment of the patterned light receiving; and a computer processor is configured to control the patterned light, and further analysis of the received reflected, in depth map generated objects in the scene in which the transmitter includes a light source, can be configured to generate a beam; the first reflector can be approximately X Y Z along the Cartesian coordinates in the X Y plane line tilt; and second reflector, Z axis tilt along the coordinate system in which the reflector along their corresponding reciprocating inclined shaft in order to create patterned light beam steering for adjustment.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于调节结构化光成像的光图案的方法和系统
本专利技术总体涉及结构化光，并且更具体地，涉及调节结构化光系统中的光图案。
技术介绍
在阐述
技术介绍
之前，阐述在下文中将要使用的一些术语的定义会是有帮助的。如在本文中使用的术语“结构化光”被定义为将像素的已知图案(例如，网格或水平条)投影到场景上的过程。当撞击表面并分析变形时投影的图案化光变形使得视觉系统能够计算场景中对象的深度和表面信息。为了提供如何能够实现结构化光的更多细节，仅通过举例说明的方式，通过引证将WIPO出版编号WO2013088442的全部内容结合到本文中。如在本文中使用的术语“空间编码”被定义为投影到场景上的固定图案并通过传感器的照相机成像。固定图案以这样的方式设计成使得沿核线通过考虑局部相邻的图案能够唯一地识别每个区域的图案。该方法在投影的图案的功率使用和采集时间方面是有效的，但需要几个像素专用于每个标记并由此导致低空间分辨率。主要的缺点是固定图案缺乏通过使用不同的图案而响应于不同的场景条件的灵活性。图1A示出了根据现有技术的用虚线表示的固定光图案100A。可以使用配置为导致相长干涉和相消干涉的组合的移相器的掩膜实现固定图案。如在本文中使用的术语“时间编码”被定义为通过图案的序列照亮场景。图案序列以这样的方式设计成使得通过唯一的时间序列对特定核线中的每个图案位置进行编码。该方法可以是准确的并具有灵活性，但不是功率有效的并需要长的采集时间。图1B示出了根据现有技术的时间光图案100B，分别示出了时间戳t1、t2、t3、以及t4中的每一个的唯一垂直线111、112、113、以及114。虽然高度期望动态地改变图案的能力，但是随之而来的功率无效率使得其在很多应用中非常没有吸引力。为了允许动态图案，通常使用图像源。这样的图像源利用形成调制的光源以产生图案的亮区和暗区的图像逐步扫描场景或者对其同时照亮。考虑到光源的最大输出，其调制减少“接通”时间并由此降低总输出功率。以作为使用扫描镜系统所投影的光源的连续波(CW)激光二极管为例。这样的激光二极管可以发射一定量的最大光功率。当对光进行调制以产生期望图案时，通过调制减小平均强度并且因此减少亮度损失结果。这种权衡对于图像投影方法的任意标准使用都是正确的。
技术实现思路
本专利技术的一些实施方式克服固定图案化光的上述缺点(即缺乏灵活性)以及时间编码能量效率低和场景的采集时间较长的缺点。本专利技术的实施方式提供了一种用于调节结构化光成像设备的光图案的系统。系统可以包括：发送器，被配置为利用基于预定标准调节的图案化光照亮场景；接收器，被配置为接收调节的图案化光的反射；以及计算机处理器，被配置为控制图案化光的调节，并进一步分析接收的反射，以得到对象在场景中的深度图，其中，发送器可以包括：光源，被配置为产生光束；第一反射器，可近似沿笛卡尔x-y-z坐标系中的x-y平面上的-45°线倾斜；以及第二反射器，可沿所述坐标系中的z轴倾斜，其中，反射器沿它们相应的轴往复倾斜以使光束转向用于创建调节的图案化光。本专利技术的实施方式的这些、附加的和/或其他方面和/或优势在随后的详细说明中阐述；其可能从详细说明中推断；和/或可通过本专利技术的实施方式的实践来习得。附图说明为了更好地理解本专利技术的实施方式并显示其如何实现，现在将仅通过实例的方式来参照附图，在附图中，相同的标号自始至终指代对应的元件或部分。在附图中：图1A和图1B是示出了根据现有技术的几个已知结构化光技术的示意图；图2是示出根据本专利技术的实施方式的系统的示意性框图；图3是示出了根据本专利技术的实施方式的可调节图案的一方面的示意图；图4是示出了根据本专利技术的实施方式的可调节图案的另一方面的示意图；图5是示出了根据本专利技术的实施方式的可调节图案的又一方面的示意图；图6是示出了根据本专利技术的实施方式的可调节图案的又一方面的示意图；以及图7A-图7C是示出了根据本专利技术的实施方式的系统的一方面的示意图。图8是示出了根据本专利技术的实施方式的一方面的示图；图9是示出了根据本专利技术的实施方式的方法的高级流程图；以及图10是根据本专利技术的实施方式的由系统生成的真实生活的光图案。具体实施方式现在具体参考详细附图，应强调，所示出的细节为举例说明并且只是为了本技术的优选实施方式的说明性讨论的目的，并且将其示出为了提供被认为是本技术的原理和概念方面最为有用且最易于理解的描述。在这方面，并不试图比对本技术作基本理解所需更详细地示出本技术的结构细节，且结合附图的说明使本领域的技术人员清楚在实际中可以如何实施本专利技术的几个形式。在详细说明本技术的至少一种实施方式之前，应理解，本专利技术不限于将其应用于以下描述中所阐述的或在附图中示出的部件的构造和布置的细节。本技术可应用于其他实施方式或者以各种方式实践或者执行。同样，应理解，本文中采用的用语和术语是为了描述的目的且不应认为是限制性的。除非明确地说明，否则从下面的讨论中很明显，应理解贯穿说明书，利用诸如“处理”、“计算”、“存储”、“确定”等术语的讨论是指计算机或计算系统或类似电子计算设备的动作和/或处理，这些系统或设备操纵表示为计算系统的寄存器和/或存储器中的物理(例如，电子)量的数据，和/或将这样的数据转换为类似地表示为计算系统的存储器、寄存器或其他这样的信息存储介质、传输或显示设备中的物理量的其他数据。本专利技术的实施方式可以包括用于执行本文中的操作的装置。这样的装置可以被特别构造以用于期望目的，或者可包括由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的控制器、计算机或处理器。这样的计算机程序可以存储在计算机可读存储介质(例如，非易失性计算机可读存储介质)中，诸如但不限于，任何类型的盘，包括软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁或光卡、或者适合于存储电子指令并能够耦接至计算机系统总线的任何其他类型的介质。将理解的是，可以使用各种程序语言以实现如本文中描述的本专利技术的教导。本专利技术的实施方式可以包括产品，诸如，计算机或处理器可读介质，或者计算机或处理存储介质，例如，存储器、磁盘驱动、或USB闪存；编码，包括或存储指令，例如，当由处理器或控制器执行时执行本文中公开的方法的计算机可执行指令。处理器可以包括任何标准数据处理器，诸如，微处理器、多处理器、加速板、或任何其他串行或并行高性能数据处理器。本专利技术的实施方式可以被包括为计算系统的部分，诸如，包括标准组件(诸如，操作系统、处理器、存储器、磁盘驱动以及输入输出设备)的个人计算机或工作站。本专利技术的实施方式可以与任意设备上的任何操作系统兼容或集成，包括但不限于OSX操作系统或操作系统。可替换的计算机配置是可能的，并且可以在各种合适的计算系统上实现本专利技术的系统和方法，包括但不限于，手持式、可安装或移动的计算系统。图2是示出根据本专利技术的实施方式的系统200的示意性框图。系统200可以通过硬件和软件的组合实现并且被配置为生成并分析可调节的光图案，其中，可调节的图案可用于对结构化光进行空间编码。系统200可以包括发送器210、接收器220以及计算机处理器230。发送器210(在X轴指向右、y轴指向上、且z轴指向页面内的x-y-z卡笛儿坐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：发送器，被配置为利用基于预定标准调节的图案化光照亮场景；接收器，被配置为接收调节的图案化光的反射；以及计算机处理器，被配置为控制所述图案化光的调节，并进一步分析接收的反射，以得到对象在所述场景中的深度图，其中，所述发送器包括：光源，被配置为产生光束；第一反射器，能在笛卡尔x‑y‑z坐标系中的x‑y平面上倾斜；以及第二反射器，能沿所述笛卡尔x‑y‑z坐标系中的z轴倾斜，其中，所述反射器沿它们相应的轴倾斜以使所述光束转向用于创建调节的图案化光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.08 US 62/021,9421.一种系统，包括：发送器，被配置为利用基于预定标准调节的图案化光照亮场景；接收器，被配置为接收调节的图案化光的反射；以及计算机处理器，被配置为控制所述图案化光的调节，并进一步分析接收的反射，以得到对象在所述场景中的深度图，其中，所述发送器包括：光源，被配置为产生光束；第一反射器，能在笛卡尔x-y-z坐标系中的x-y平面上倾斜；以及第二反射器，能沿所述笛卡尔x-y-z坐标系中的z轴倾斜，其中，所述反射器沿它们相应的轴倾斜以使所述光束转向用于创建调节的图案化光。2.根据权利要求1所述的系统，其中，对接收的反射的分析基于所述图案化光的空间编码。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述图案化光是闭合利萨茹曲线。4.根据权利要求1所述的系统，其中，通过将所述反射器的扫描限制在指定区内的有限区来执行图案的调节。5.根据权利要求1所述的系统，其中，通过考虑预定调节标准来执行图案的调节。6.根据权利要求1所述的系统，其中，通过减小所述光束的强度以创建所述图案化光正照亮的关注区域(ROI)来执行图案的调节。7.根据权利要求1所述的系统，其中，调节包括对于由传感器捕捉的场景的每个帧设置不同的图案化光。8.根据权利要求1所述的系统，其中，调节包括对于所述图案化光的不同区段设置不同的强度。9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述不同的强度基于所述场景的几何特性来确定。10.根据权利要求1所述的系统，其中，照亮包括可见波长内的激光。11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述计算机处理器进一步被配置为控制相对频率以改变图案中线的数量。12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述计算机处理器进一步被配置为产生多次曝光以得到更高的分辨率。13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一反射器能近似沿x-y平面上的45°线倾斜。14.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖伊·拉茨，
申请(专利权)人：脸谱公司，
类型：发明
国别省市：美国,US