基于TOF模组的深度信息测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于TOF模组的深度信息测量方法及装置。该方法的一具体实施方式包括：使TOF模组交替出射不同光强的光脉冲信号；获取TOF模组基于各光强的光脉冲信号及与其对应的反射光信号所输出的深度信息，得到各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图和灰度图；根据各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图和灰度图，计算得到作为深度信息测量结果的最终深度信息点云图。该实施方式测量范围大且测量精度高。

【技术实现步骤摘要】
基于TOF模组的深度信息测量方法及装置
本专利技术涉及。更具体地，涉及一种基于TOF模组的深度信息测量方法及装置。
技术介绍
TOF(Timeofflight)模组是一种双向测距模组，其工作原理是向目标连续出射光脉冲信号(通常为红外光脉冲信号)，并接收由目标反射的光脉冲信号，通过探测光脉冲信号的往返飞行时间来测量目标的距离，输出目标距离数据。TOF模组作为一种主流的3D摄像头模组，越来越受到重视。现有TOF模组均是出射恒定光强的光脉冲信号，存在测量范围较小且测量精度较低的问题，该问题由两个因素导致，第一个因素是恒定光强的光脉冲信号的有效覆盖范围固定，第二个因素是不同目标具有不同的反光率。对于第一个因素，如图1所示，现有的TOF模组出射的光脉冲信号的光强为a1，如图2所示，该TOF模组的有效覆盖直线范围为L。具体而言，由于距离关系，在L1位置会达到一个临界点，对于距离小于L1的目标，由于反射的光脉冲信号光强太大，TOF模组无法进行正常的距离测量；与之类似，在距离L2的位置会达到另一个临界点，距离大于L2的目标，由于反射的光脉冲信号光强太小，TOF模组同样无法进行正常的距离测量。现有的TOF模组在强度为a1的的光脉冲情况下的测量范围为L。对于第二个因素，由于不同的目标具有不同的反光率，因此，传统的恒定脉冲打光方式的TOF模组，由于TOF测量系统本身的特性，相同距离的两个不同的目标，因为其自身的反光率不同，在距离相对较远，出射到两个目标的光脉冲信号相对较弱的位置，会导致测量距离的偏差，即对于两个实际距离相同的目标得到两个相差较大的测量距离。综上，以上两个因素均会导致现有TOF模组存在测量范围较小且测量精度较低的问题。因此，需要提供一种测量范围大且测量精度高的基于TOF模组的深度信息测量方法及装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种测量范围大且测量精度高的基于TOF模组的深度信息测量方法及装置。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术第一方面提供了一种基于TOF模组的深度信息测量方法，包括：使TOF模组交替出射不同光强的光脉冲信号；获取TOF模组基于各光强的光脉冲信号及与其对应的反射光信号所输出的深度信息，得到各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图和灰度图；根据各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图和灰度图，计算得到作为深度信息测量结果的最终深度信息点云图。优选地，使TOF模组以固定的时间间隔交替出射不同光强的光脉冲信号。优选地，不同光强的光脉冲信号的持续出射时段相同。优选地，各光强的光脉冲信号与其他光强的光脉冲信号之间的最小光强差值相等。优选地，使TOF模组交替出射两个光强的光脉冲信号。优选地，所述根据各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图和灰度图，计算得到作为深度信息测量结果的最终深度信息点云图进一步包括：遍历各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图中每一个像素点的深度信息并计算每一个像素点的最终深度信息，对于某一个像素点：判断各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图中该像素点的深度信息差值是否小于设定的误差阈值：若是，则以各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图中该像素点的深度信息的均值作为该像素点的最终深度信息；若否，则根据该像素点在各光强的光脉冲信号对应的灰度图中的灰度值与设定的过暗阈值和过曝阈值的关系确定该像素点的最终深度信息；由每一个像素点的最终深度信息构成最终深度信息点云图。优选地，所述根据该像素点在各光强的光脉冲信号对应的灰度图中的灰度值与设定的过暗阈值和过曝阈值的关系确定该像素点的最终深度信息进一步包括：提取该像素点在各光强的光脉冲信号对应的灰度图中的灰度值，进行如下判断：如果该像素点在各光强的光脉冲信号对应的灰度图中的灰度值均位于设定的过暗阈值与过曝阈值之间，则以各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图中该像素点的深度信息的均值作为该像素点的最终深度信息；如果该像素点在各光强的光脉冲信号对应的灰度图中的灰度值均大于过曝阈值，则取各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图中该像素点的最小深度信息作为该像素点的最终深度信息；如果该像素点在各光强的光脉冲信号对应的灰度图中的灰度值均小于过暗阈值，则取各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图中该像素点的最大深度信息作为该像素点的最终深度信息；如果该像素点在部分光强的光脉冲信号对应的灰度图中的灰度值位于设定的过暗阈值与过曝阈值之间，另一部分光强的光脉冲信号对应的灰度图中的灰度值小于过暗阈值或大于过曝阈值，则以所述部分光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图中该像素点的深度信息的均值作为该像素点的最终深度信息。本专利技术第二方面提供了一种执行本专利技术第一方面提供的基于TOF模组的深度信息测量方法的装置，该装置包括TOF模组和数据处理单元，所述TOF模组，交替出射不同光强的光脉冲信号；所述数据处理单元，获取TOF模组基于各光强的光脉冲信号及与其对应的反射光信号所输出的深度信息，得到各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图和灰度图；并根据各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图和灰度图，计算得到作为深度信息测量结果的最终深度信息点云图。本专利技术的有益效果如下：本专利技术所述技术方案的测量范围大且测量精度高。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明；图1示出现有的TOF模组出射光脉冲信号的波形图。图2示出现有的TOF模组的测量范围示意图。图3示出本专利技术实施例提供的基于TOF模组的深度信息测量方法的流程图。图4示出本专利技术实施例提供的基于TOF模组的深度信息测量方法中TOF模组出射光脉冲信号的波形图。图5示出本专利技术实施例提供的基于TOF模组的深度信息测量方法中TOF模组的测量范围示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。如图3所示，本专利技术的一个实施例提供了一种基于TOF模组的深度信息测量方法，包括：使TOF模组交替出射不同光强的光脉冲信号；获取TOF模组基于各光强的光脉冲信号及与其对应的反射光信号所输出的深度信息，得到各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图和灰度图；根据各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图和灰度图，计算得到作为深度信息测量结果的最终深度信息点云图。本实施例提供的基于TOF模组的深度信息测量方法，由于交替出射不同光强的光脉冲信号，即交替出射至少两种不同光强的光脉冲信号，可基于多个不同光强的光脉冲信号进行深度信息测量，可大幅提升TOF模组的测量范围。另外，还可实现将多个光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图及灰度图进行融合，采用均值等方式进行计算，可大幅提高测量精度。在本实施例的一些可选的实现方式中，使TOF模组以固定的时间间隔交替出射不同光强的光脉冲信号。进一步，不同光强的光脉冲信号的持续出射时段相同。采用这样的方式，便于精确控制TOF模组交替出射不同光强的光脉冲信号，也可避免驱动时序精确度等因素的影响可能造成的不同光强的光脉冲信号之间相互干扰，可进一步保证深度信息测量的准确性。在本实施例的一些可选的实现方式中，各光强的光脉冲信号与其他光强的光脉冲信号之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于TOF模组的深度信息测量方法，其特征在于，包括：使TOF模组交替出射不同光强的光脉冲信号；获取TOF模组基于各光强的光脉冲信号及与其对应的反射光信号所输出的深度信息，得到各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图和灰度图；根据各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图和灰度图，计算得到作为深度信息测量结果的最终深度信息点云图。

【技术特征摘要】
1.一种基于TOF模组的深度信息测量方法，其特征在于，包括：使TOF模组交替出射不同光强的光脉冲信号；获取TOF模组基于各光强的光脉冲信号及与其对应的反射光信号所输出的深度信息，得到各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图和灰度图；根据各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图和灰度图，计算得到作为深度信息测量结果的最终深度信息点云图。2.根据权利要求1所述的基于TOF模组的深度信息测量方法，其特征在于，使TOF模组以固定的时间间隔交替出射不同光强的光脉冲信号。3.根据权利要求2所述的基于TOF模组的深度信息测量方法，其特征在于，不同光强的光脉冲信号的持续出射时段相同。4.根据权利要求1所述的基于TOF模组的深度信息测量方法，其特征在于，各光强的光脉冲信号与其他光强的光脉冲信号之间的最小光强差值相等。5.根据权利要求1所述的基于TOF模组的深度信息测量方法，其特征在于，使TOF模组交替出射两个光强的光脉冲信号。6.根据权利要求1所述的基于TOF模组的深度信息测量方法，其特征在于，所述根据各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图和灰度图，计算得到作为深度信息测量结果的最终深度信息点云图进一步包括：遍历各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图中每一个像素点的深度信息并计算每一个像素点的最终深度信息，对于某一个像素点：判断各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图中该像素点的深度信息差值是否小于设定的误差阈值：若是，则以各光强的光脉冲信号对应的深度信息点云图中该像素点的深度信息的均值作为该像素点的最终深度信息；若否，则根据该像素点在各光强的光脉冲信号对应的灰度图中的灰度值与设定的过暗阈值和过曝阈值的关系确定该像素点的最终深度信息；由每一个像素点的最终深度信息构成最终深度信...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋林东，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37