深度数据测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种深度数据测量系统。该系统包括：红外光投射装置、具有预定相对位置关系的两个红外光成像装置和处理器，根据双目视觉识别原理测量待测空间中的待测物体的深度数据。将多个红外光投射装置分别设置在待测空间中不同位置处，分别向待测空间中各自的投射范围投射红外光束，每个红外光投射装置与其投射范围中的待测物体之间的距离在第一阈值和第二阈值之间。由此，可以通过设定红外光投射装置的投射光强而使得投射在待测物体上的红外光纹理的光强在期望的光强范围之内。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及三维测量系统，特别涉及深度数据测量系统。
技术介绍
深度数据，亦可称为“景深信息”，是指被测物体相对于测量装置的距离。传统的图像拍摄方法只能获得物体的二维信息，无法得到物体的空间深度数据。但是，实际上物体表面的深度数据在各种工业、生活及娱乐应用中都至关重要。深度数据的实时获取尤其重要。深度数据测量系统是一种对物体的深度数据进行测量的系统。常用的深度数据测量技术有单目视觉识别技术和双目视觉识别技术。在单目视觉识别技术中，使用单个成像装置对待测空间进行成像。此时，需要向空间中投射预定的参考光束。并且还需要预先获得参考光束在多个参考平面(分别对应于不同的深度数据)上形成的参考纹理图案。通过对比实际测量时得到的图像中的纹理图案与对应于各个深度的参考纹理图案，确定各处的深度数据。这种情况下，实际测量时辅助激光投射装置与成像装置之间的相对位置关系需要与预先获得参考纹理图案时的相对位置关系严格对应，否则没有对比的依据。在双目视觉识别技术中，使用两个成像装置同时对基本相同的待测空间进行成像。然后，例如可以通过三角测量法计算得出待测物体表面的空间深度数据。目前已有向待测空间中投射红外光束以作为测量辅助光的技术方案。红外光束被调制以在待测空间中的待测物体上形成红外光纹理。红外光纹理可以被设计为其中各个纹理片段与其周围预定范围内的其它纹理片段相区别从而能被识别。这样，可以在两个成像装置分别拍摄的图像中识别出同一个纹理片段形成的图案。同一个纹理片段在两个图像中形成的图案的位置差异(可以称为“视差”)与该纹理片段相对于两个成像装置的距离(也即深度数据)和两个成像装置之间的相对位置关系(例如相对距离)有关，由此可以获得该纹理片段的深度数据。一般而言，两个成像装置之间的距离远小于待测物体到成像装置的距离。与单目视觉识别技术不同，在双目视觉识别技术中，不需要预先拍摄参考纹理图案作为深度数据确定依据。因此不需要严格设定成像装置与红外光投射装置之间的位置关系O目前深度数据测量技术多采用激光进行辅助。这一方面是为了避免环境可见光对深度数据测量的干扰。另一方面，因为很多物体表面缺少纹理，所以检测到的深度数据是有误差的。通过增加红外激光投射装置，在物体表面进行红外激光投影以增加纹理，使得便于摄像头进行拍摄和识别。通过对红外激光在待测空间中的待测物体上形成的纹理片段进行分析和计算，得到待测物体上的纹理片段的深度数据，作为待测物体上相应位置处的深度数据。但是，在实践中，需要增加设备的工作距离，即需要在较大的工作距离范围内进行检测。例如，在一些情况下，可能需要检测0.5米至15米范围内物体的深度数据。然而，红外光会随着距离的增加而衰减。在较大的距离范围内，红外光投射装置在不同距离处的待测物体上投射的红外光纹理的光强将有很大的差异。可见，在检测范围较大的情况下，不能保证投射在检测范围内的待测物体上的红外光纹理的光强总是在期望的光强范围之内。作为期望的光强范围的示例，一方面，投射在待测物体上的红外光纹理的光强不能超出安全强度规定上限；另一方面，光强又不能太低使得红外光成像装置不能清晰地拍摄其图像，以便计算深度数据。而红外光投射装置的安全光照往往无法直接覆盖0.5米至15米的距离。例如，在0.5米处投影光强为安全强度规定上限时，照射到15米处的物体表面，强度已经衰减到很弱，摄像头无法检测到投影的纹理。而如果投影光强能够照射到15米处的物体表面并产生摄像头能够检测到的纹理，那么其在0.5米处的光强则很可能早已超出安全强度规定上限。另外，为了深度数据测量的精确性，有可能对投射在待测物体上的红外光纹理的光强设定了更加具体的期望范围。同样地，在检测范围较大的情况下，无法保证整个检测范围内的待测物体上投射的红外光纹理的光强都在期望范围之内。因此，需要一种深度数据测量系统，其能够使得投射在待测物体上的红外光纹理的光强在期望的光强范围之内。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种深度数据测量系统，其能够使得投射在待测物体上的红外光纹理的光强在期望的光强范围之内。根据本技术的一个方面，提供了一种深度数据测量系统，其特征在于，包括:多个红外光投射装置，分别设置在待测空间中不同位置处，用于分别向待测空间中各自的投射范围投射红外光束，每个红外光投射装置与其投射范围中的待测物体之间的距离在第一阈值和第二阈值之间，第一阈值小于第二阈值，红外光束被调制以在待测空间中的待测物体上形成红外光纹理，红外光纹理被设计为其中各个纹理片段与其周围预定范围内的其它纹理片段相区别从而能被识别；第一红外光成像装置，用于对待测空间进行拍摄以形成第一图像；第二红外光成像装置，用于对待测空间进行拍摄以形成第二图像，第一红外光成像装置和第二红外光成像装置之间具有预定相对位置关系；处理器，用于根据待测物体上的红外光纹理的纹理片段在第一图像中的第一纹理片段图像和第二图像中的第二纹理片段图像之间的位置差异，以及预定相对位置关系，确定纹理片段的深度数据。由于设置了多个红外光投射装置，每个红外光投射装置分别负责向相对较小的投射范围投射红外光束，使得能够很方便地通过设定红外光投射装置的投射光强而使得投射在待测物体上的红外光纹理的光强在期望的光强范围之内。优选地，红外光投射装置的投射光强可以被设定为:使得在距离大于或等于第一阈值的位置处的待测物体上形成的红外光纹理的光强低于安全强度规定上限。优选地，第一阈值可以大于0.5米。优选地，第一阈值可以在2米到3米之间。优选地，红外光投射装置的投射光强可以被设定为:使得在距离小于或等于第二阈值的位置处的待测物体上形成的红外光纹理的光强高于第一红外光成像装置和第二红外光成像装置对其进行成像所需的光强。优选地，第二阈值可以小于15米。优选地，第二阈值可以在6米到10米之间。优选地，上述多个红外光投射装置包括第一红外光投射装置和第二红外光投射装置，第一红外光投射装置的投射范围与第一红外光成像装置和第二红外光成像装置之间的距离较近，而第二红外光投射装置的投射范围与第一红外光成像装置和第二红外光成像装置之间的距离较远。第二红外光投射装置的投射光强可以被设定为大于第一红外光投射装置的投射光强。优选地，上述多个红外光投射装置包括第一红外光投射装置和第二红外光投射装置，第一红外光投射装置的投射范围与第一红外光成像装置和第二红外光成像装置之间的距离较近，而第二红外光投射装置的投射范围与第一红外光成像装置和第二红外光成像装置之间的距离较远。第二红外光投射装束投射的纹理片段可以比第一红外光投射装置投射的纹理片段更稀疏。优选地，纹理片段可以是离散光斑。由此，根据本技术的深度数据测量系统能够通过设定红外光投射装置的投射光强而使得投射在待测物体上的红外光纹理的光强在期望的光强范围之内。【附图说明】通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本技术的深度数据测量系统的示意图。附图标记说明10红外光投射装置15红外光束20第一红外光成像装置25第二红外光成像装置30处理器【具体实施方式】下面将参照附图更详细地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深度数据测量系统，其特征在于，包括：多个红外光投射装置，分别设置在待测空间中不同位置处，用于分别向所述待测空间中各自的投射范围投射红外光束，每个红外光投射装置与其投射范围中的待测物体之间的距离在第一阈值和第二阈值之间，所述第一阈值小于第二阈值，所述红外光束被调制以在所述待测空间中的待测物体上形成红外光纹理，所述红外光纹理被设计为其中各个纹理片段与其周围预定范围内的其它纹理片段相区别从而能被识别；第一红外光成像装置，用于对所述待测空间进行拍摄以形成第一图像；第二红外光成像装置，用于对所述待测空间进行拍摄以形成第二图像，所述第一红外光成像装置和所述第二红外光成像装置之间具有预定相对位置关系；处理器，用于根据所述待测物体上的红外光纹理的纹理片段在所述第一图像中的第一纹理片段图像和所述第二图像中的第二纹理片段图像之间的位置差异，以及所述预定相对位置关系，确定所述纹理片段的深度数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏捷，梁雨时，
申请(专利权)人：上海图漾信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31