三维摄像装置、三维摄像方法及人脸识别方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种三维摄像装置、三维摄像方法及人脸识别方法。所述三维摄像装置包括激光光源、图像传感器及数据处理模块，所述激光光源用于发出激光，所述图像传感器用于感测可见光以产生目标景物的二维图像信号以及感测被所述目标景物的反射的所述激光以产生深度图像信号，所述数据处理模块，用于依据所述二维图像信号获得所述目标景物的二维坐标，以及依据所述深度图像信号获得所述目标景物的深度坐标，从而获得所述目标景物的三维坐标信息。

【技术实现步骤摘要】
三维摄像装置、三维摄像方法及人脸识别方法
本专利技术涉及一种三维摄像装置、三维摄像方法及人脸识别方法。
技术介绍
现有三维摄像装置通常采用两个摄像头的两个图像传感器针对同一目标景物获取不同角度的至少两张图像来计算目标景物的三维坐标信息，两个摄像头容易导致三维摄像装置的组装结构较为复杂、体积较大，同时两个摄像头也造成所述三维摄像装置成本较高，有必要改善。此外，再用三维摄像装置的人脸识别方法一般判断获取的人脸的三维坐标信息与预设模板是否一致来判断人脸识别是否通过，由于现有获取的人脸的三维坐标信息的时间较长，导致现有人脸识别方法的用时较长，用户体验较差。
技术实现思路
有鉴于此，提供一种结构较简单、体积较小的三维维摄像装置，也有提供一种三维摄像方法及人脸识别方法。一种三维摄像装置，其包括：激光光源，用于发出激光；图像传感器，用于感测可见光以产生目标景物的二维图像信号以及感测被所述目标景物的反射的所述激光以产生深度图像信号；及数据处理模块，用于依据所述二维图像信号获得所述目标景物的二维坐标，以及依据所述深度图像信号获得所述目标景物的深度坐标，从而获得所述目标景物的三维坐标信息。在一种实施方式中，所述激光的波长大于所述可见光的波长。在一种实施方式中，所述激光光源为红外激光光源，所述激光包括波长为950nm的激光。在一种实施方式中，所述数据处理模块依据所述深度图像信号中被所述目标景物的反射的所述激光相较于标准位置的偏移方向与偏移距离来获取所述目标景物的深度坐标。在一种实施方式中，设所述激光光源与所述图像传感器位于第一平面上，所述二维图像信号的解析度为H*V，H为水平方向的水平解析度，V为竖直方向的竖直解析度，所述图像传感器的视角为W，所述激光光源朝向目标景物的预设点发出的激光与所述第一平面的夹角为θ，所述图像传感器与所述预设点的连线与所述第一平面的夹角为ψ，其中所述夹角ψ＝π/2-W(n-2H)/H，其中，n为所述返回的激光在所述二维图像信号的位置沿水平方向到所述二维图像的邻近所述预设点的边缘范围水平解析度。在一种实施方式中，所述图像传感器与所述激光光源之间的距离为a，所述第一平面包括所述预设点的映射点，所述预设点到所述映射点的连线的距离等于所述预设点到所述第一平面的距离d，所述映射点到所述激光光源的距离为b，所述映射点至所述激光光源的距离为c，其中，tan(θ)＝d/b，tan(ψ)＝d/c，d＝a*tan(ψ)*tan(θ)/(tan(ψ)-tan(θ))，所述数据处理模块利用公式ψ＝π/2-W(n-2H)/H依据所述二维图像信号的解析度H*V、所述图像传感器的视角W、及所述返回的激光在所述二维图像信号的位置沿水平方向到所述二维图像的邻近所述预设点的边缘范围水平解析度n计算所述夹角ψ，并进一步利用公式d＝a*tan(ψ)*tan(θ)/(tan(ψ)-tan(θ))依据所述距离a、所述夹角θ及所述夹角ψ计算所述距离d，从而获得所述目标景物的深度坐标。在一种实施方式中，所述激光光源朝向所述图像传感器的视角W涵盖的范围内发出所述激光，所述图像传感器的视角W涵盖的范围划分为H*V个像素区域，所述三维摄像装置还包括光源控制器，所述激光光源发的所述激光的截面为点状，所述光源控制器控制所述激光光源依次朝向所述H*V个像素区域发出所述激光。在一种实施方式中，所述光源控制器控制所述激光光源依次发出的激光与所述第一平面的夹角依次变大，所述激光与所述第一平面的夹角包括最小值及最大值，所述最小值为所述激光光源位于所述初始位置时的夹角，所述光源控制器还判断所述激光光源当前发出的激光与所述第一平面的夹角是否达到所述最大值，当所述夹角达到所述最大值时，所述光源控制器控制所述激光光源返回所述初始位置以使所述激光光源发出的下一激光的夹角为所述最小值，当所述夹角未达到所述最大值时，所述光源控制器控制所述激光光源移动预定距离以使所述激光光源发出的下一激光的夹角相较于所述当前的激光与所述第一平面的夹角增加预设值。在一种实施方式中，所述激光光源朝向所述图像传感器的视角W涵盖的范围内发出所述激光，所述图像传感器的视角W涵盖的范围划分为H*V个像素区域，所述激光光源发的所述激光的截面为线状，每条线状激光朝向所述竖直方向的至少一列像素区域或者朝向所述水平方向的至少一行像素区域，所述至少一列像素区域或所述至少一行像素区域定义为发射区域。在一种实施方式中，所述激光光源依次朝向所述H*V个像素区域的多个发射区域发出所述线状激光。在一种实施方式中，所述激光光源同时朝向所述H*V个像素区域的多个发射区域发出多条线状激光，每一发射区域对应一条线状激光。在一种实施方式中，所述H*V个像素区域还划分为多个并列区域，每个并列区域包括相邻的多个发射区域，所述激光光源同时发出的多条线状激光与所述多个并列区域一一对应，对于每个并列区域，所述激光光源还依次朝向每个并列区域的多个发射区域发出多条线状激光，每个并列区域的多条线状激光与所述第一平面的夹角随着发射次序逐渐增大或者每个并列区域的多条线状激光与所述第一平面的夹角随着发射次序逐渐减小。在一种实施方式中，所述三维摄像装置包括光源控制器，所述激光光源同时朝向所述H*V个像素区域的多个发射区域发出的多条线状激光的强度包括第一强度与不同于所述第一强度的第二强度，所述光源控制器用于依据光强控制信号控制所述激光光源发出的所述多条线状激光的强度，每条线状激光的强度为第一强度或第二强度，在每个深度图像信号对应的感测周期内，设所述光源控制器控制所述激光光源同时朝向所述H*V个像素区域的多个发射区域发出的多条线状激光的次数为k次，所述图像传感器依据所述k次的所述多条线状激光被所述目标景物的反射的激光来产生深度图像信号，每条线状激光对应的光强控制信号为k位的二进制编码，且所述k位二进制编码的1与0分别对应所述第一强度与所述第二强度，且所述多条线状激光对应的光强控制信号的k位的二进制编码各不相同。在一种实施方式中，所述发射区域的数量S与次数k的关系符合S＝2k-2，且所述k位二进制编码不包括全是0或全是1的二进制编码。在一种实施方式中，所述深度图像信号的刷新率F＝60/k赫兹。在一种实施方式中，所述激光光源同时朝向所述H*V个像素区域的多个发射区域发出的多条线状激光的强度包括第一强度与不同于所述第一强度的第二强度，所述激光光源包括发光元件及位于所述发光元件发出的激光的光路的激光控制元件，所述激光控制元件包括k个光栅罩，每个光栅罩具有用于发出第一强度的线状激光的第一区域与发出第二强度的线状激光的第二区域，所述第一区域与所述第二区域与所述多个发射区域对应，经由所述第一区域发射至所述发射区域的激光强度为所述第一强度，经由所述第一区域发射至所述发射区域的激光强度为所述第二强度，每个光栅罩同时朝向所述H*V个像素区域的多个发射区域发出所述多条线状激光，所述多个光栅罩的图案各不相同，在每个深度图像信号对应的感测周期内，所述发光元件开启，所述发光元件发出的激光依次经由所述k个光栅罩朝向所述多个发射区域发出所述多条线状激光。在一种实施方式中，所述k个光栅罩沿圆周方向依次设置于一基体上，所述基体沿所述圆周的中心旋转使得所述k个光栅罩依次位于所述发光元件发出的激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维摄像装置，其特征在于：所述三维摄像装置包括：激光光源，用于发出激光；图像传感器，用于感测可见光以产生目标景物的二维图像信号以及感测被所述目标景物的反射的所述激光以产生深度图像信号；及数据处理模块，用于依据所述二维图像信号获得所述目标景物的二维坐标，以及依据所述深度图像信号获得所述目标景物的深度坐标，从而获得所述目标景物的三维坐标信息。

【技术特征摘要】
1.一种三维摄像装置，其特征在于：所述三维摄像装置包括：激光光源，用于发出激光；图像传感器，用于感测可见光以产生目标景物的二维图像信号以及感测被所述目标景物的反射的所述激光以产生深度图像信号；及数据处理模块，用于依据所述二维图像信号获得所述目标景物的二维坐标，以及依据所述深度图像信号获得所述目标景物的深度坐标，从而获得所述目标景物的三维坐标信息。2.如权利要求1所述三维摄像装置，其特征在于：所述激光的波长大于所述可见光的波长。3.如权利要求1所述三维摄像装置，其特征在于：所述激光光源为红外激光光源，所述激光包括波长为950nm的激光。4.如权利要求1所述三维摄像装置，其特征在于：所述数据处理模块依据所述深度图像信号中被所述目标景物的反射的所述激光相较于标准位置的偏移方向与偏移距离来获取所述目标景物的深度坐标。5.如权利要求1所述三维摄像装置，其特征在于：设所述激光光源与所述图像传感器位于第一平面上，所述二维图像信号的解析度为H*V，H为水平方向的水平解析度，V为竖直方向的竖直解析度，所述图像传感器的视角为W，所述激光光源朝向目标景物的预设点发出的激光与所述第一平面的夹角为θ，所述图像传感器与所述预设点的连线与所述第一平面的夹角为ψ，其中所述夹角ψ＝π/2-W(n-2H)/H，其中，n为所述返回的激光在所述二维图像信号的位置沿水平方向到所述二维图像的邻近所述预设点的边缘范围水平解析度。6.如权利要求5所述三维摄像装置，其特征在于：所述图像传感器与所述激光光源之间的距离为a，所述第一平面包括所述预设点的映射点，所述预设点到所述映射点的连线的距离等于所述预设点到所述第一平面的距离d，所述映射点到所述激光光源的距离为b，所述映射点至所述激光光源的距离为c，其中，tan(θ)＝d/b，tan(ψ)＝d/c，d＝a*tan(ψ)*tan(θ)/(tan(ψ)-tan(θ))，所述数据处理模块利用公式ψ＝π/2-W(n-2H)/H依据所述二维图像信号的解析度H*V、所述图像传感器的视角W、及所述返回的激光在所述二维图像信号的位置沿水平方向到所述二维图像的邻近所述预设点的边缘范围水平解析度n计算所述夹角ψ，并进一步利用公式d＝a*tan(ψ)*tan(θ)/(tan(ψ)-tan(θ))依据所述距离a、所述夹角θ及所述夹角ψ计算所述距离d，从而获得所述目标景物的深度坐标。7.如权利要求5所述三维摄像装置，其特征在于：所述激光光源朝向所述图像传感器的视角W涵盖的范围内发出所述激光，所述图像传感器的视角W涵盖的范围划分为H*V个像素区域，所述三维摄像装置还包括光源控制器，所述激光光源发的所述激光的截面为点状，所述光源控制器控制所述激光光源依次朝向所述H*V个像素区域发出所述激光。8.如权利要求7所述三维摄像装置，其特征在于：所述光源控制器控制所述激光光源依次发出的激光与所述第一平面的夹角依次变大，所述激光与所述第一平面的夹角包括最小值及最大值，所述最小值为所述激光光源位于所述初始位置时的夹角，所述光源控制器还判断所述激光光源当前发出的激光与所述第一平面的夹角是否达到所述最大值，当所述夹角达到所述最大值时，所述光源控制器控制所述激光光源返回所述初始位置以使所述激光光源发出的下一激光的夹角为所述最小值，当所述夹角未达到所述最大值时，所述光源控制器控制所述激光光源移动预定距离以使所述激光光源发出的下一激光的夹角相较于所述当前的激光与所述第一平面的夹角增加预设值。9.如权利要求5所述三维摄像装置，其特征在于：所述激光光源朝向所述图像传感器的视角W涵盖的范围内发出所述激光，所述图像传感器的视角W涵盖的范围划分为H*V个像素区域，所述激光光源发的所述激光的截面为线状，每条线状激光朝向所述竖直方向的至少一列像素区域或者朝向所述水平方向的至少一行像素区域，所述至少一列像素区域或所述至少一行像素区域定义为发射区域。10.如权利要求9所述三维摄像装置，其特征在于：所述激光光源依次朝向所述H*V个像素区域的多个发射区域发出所述线状激光。11.如权利要求9所述三维摄像装置，其特征在于：所述激光光源同时朝向所述H*V个像素区域的多个发射区域发出多条线状激光，每一发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：周贤颖，
申请(专利权)人：业成科技成都有限公司，业成光电深圳有限公司，英特盛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51