深度相机温度误差校正方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种深度相机温度误差校正的方法和系统，其中方法包括：利用至少两个深度相机获取当前目标的深度图像，所述至少两个深度相机有部分共同视野区域；对温度变化引起的深度相机的测量误差进行建模；利用经过建模的测量误差对所述深度图像进行校正，使得校正后的深度图像在共同视野区域差异最小。基于多个深度相机共同视野区域的深度值应相同这一原则，并建立温度变化与深度测量误差之间的关系模型，通过多种求解方法实现对深度测量误差的求解与校正，可以提高深度相机的测量精度。

Correction method and system for temperature error of deep camera

The present invention provides a method and system for correcting a depth camera temperature error, the method comprises the following steps: acquiring the target depth image by using at least two depth camera, the camera has at least two depth part of the common field; modeling of measurement error caused by camera depth to temperature change; by measurement error modeling the depth image is corrected, the depth of the corrected image is smallest in the common view of regional differences. A common depth camera view area depth value should be the same based on this principle, the relation model and establish the depth and temperature measurement error between, through a variety of solution method is proposed for solving the depth measurement error and correction, can improve the measurement accuracy of depth camera.

【技术实现步骤摘要】
深度相机温度误差校正方法及系统
本专利技术涉及光学及电子
，尤其涉及一种深度相机温度误差校正方法与系统。
技术介绍
在一些基于深度图像的应用中，比如3D建模、尺寸测量等，需要深度相机获取精度及准度高的深度图像，然而由于深度相机由激光光源、光学元件、图像传感器等元器件构成，因此不可避免的受到自身温度以及环境温度的影响，温度会导致光学元件性能不稳定，同样也会使得深度相机本体发生热变形，这些因素都会使得深度图像的质量下降，从而使深度相机的精准度降低。本专利技术针对这一问题，提供一种深度相机温度误差校正的方法以及系统。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中温度使得深度相机的精准度降低问题，提供一种深度相机温度误差校正方法与系统。为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下所述：一种深度相机温度误差校正的方法，包括：S1：利用至少两个深度相机获取当前目标的深度图像，所述至少两个深度相机有部分共同视野区域；S2：对温度变化引起的深度相机的测量误差进行建模；S3：利用经过建模的测量误差对所述深度图像进行校正，使得校正后的深度图像在共同视野区域差异最小。所述步骤S2包括：温度变化ΔT使得所述深度相机中采集模组的透镜与图像传感器间距l发生变化Δl；以及，间距变化Δl使得测量的偏离值d′与真实偏离值d出现偏差Δd，且Δd＝Δl·tanθ，其中θ是目标与所述透镜光心连线与所述透镜光轴之间夹角沿基线方向上的分量，所述基线指的是所述深度相机中所述采集模组与投影模组之间的连线；所述步骤S2还包括：所述真实偏离值d的偏差Δd使得相邻的两个所述深度相机在所述共同视野区域中的深度值出现差异ΔZ，且，其中Z1、Z2分别指所述相邻的两个深度相机的深度值，Δl1、Δl2分别指所述相邻的两个深度相机的采集模组的透镜与图像传感器间距发生的变化。所述利用经过建模的测量误差对所述深度图像进行校正包括如下步骤：T1：计算所述共同视野区域中各个像素在不同深度图像中深度值的差异ΔZ(i)＝Z1(i)-Z2(i),其中i∈[1，m]，m指所述共同视野区域中至少部分像素的数量；T2：所述深度值的差异由所述相邻的两个深度相机的误差共同引起，且所述相邻的两个深度相机的误差相同，即ΔZ1(i)＝-ΔZ2(i)＝ΔZ(i)/2；T3：根据ΔZ1(i)、ΔZ2(i)以及公式分别计算出Δl1(i)、Δl2(i)，并对所述m个像素对应的Δl1(i)、Δl2(i)进行平均，得到最终的Δl1、Δl2；T4：利用最终的Δl1，Δl2，并结合式实现对所述相邻的两个深度相机的所有像素深度值的校正；所述利用经过建模的测量误差对所述深度图像进行校正包括利用最小二乘法进行校正；所述利用最小二乘法进行校正包括：通过使得代价函数最小化来求解出所述两个深度相机的间距误差Δl1、Δl2，再根据所述间距误差实现对所述深度相机的深度图像的校正，其中k为系数；所述求解包括梯度下降法、牛顿迭代法和法方程法中的一种。本专利技术还提供一种深度相机温度误差校正的系统，包括：至少两个深度相机，用于获取当前目标的深度图像，所述至少两个深度相机有部分共同视野区域；处理器，被配置用于执行以下步骤：对温度变化引起的深度相机的测量误差进行建模；利用经过建模的测量误差对所述深度图像进行校正，使得校正后的深度图像在共同视野区域差异最小。本专利技术的有益效果为：提供了一种深度相机误差校正方法与系统，本专利技术提供了一种深度相机误差校正方法与系统，基于多个深度相机共同视野区域的深度值应相同这一原则，并建立温度变化与深度测量误差之间的关系模型，通过多种求解方法实现对深度测量误差的求解与校正，可以提高深度相机的测量精度。附图说明图1是本专利技术实施例中深度相机成像原理以及误差形成示意图。图2是本专利技术实施例中一种深度相机温度误差校正的方法示意图。图3是本专利技术实施例中深度相机温度校正示意图。图4是本专利技术实施例中激光安全控制方法原理示意图。图5是本专利技术实施例中又一种深度相机温度误差校正的方法示意图。图6是本专利技术实施例中利用经过建模的测量误差对所述深度图像进行校正的方法示意图。其中，11-投影模组，12-采集模组，13-平面，14-目标物体，15-光束，16-光线，17-光线，121-图像传感器的位置，122-图像传感器的位置，21-深度相机，22-真实的平面，23-所测的平面，211-投影模组，212-采集模组，31-深度相机，32-深度相机，33-目标，34-获取的深度图像，35-获取的深度图像。具体实施方式为了使本专利技术实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接即可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本专利技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。深度相机获取的深度图像中，各个像素上的值表示的是对应的空间点距离深度相机的距离，深度图像的质量包括精度以及准度，其中精度指的是对于深度相机与目标之间的位置相对固定时，获取的多幅深度图像之间的差异，差异越小表明精度越高，或者说深度相机的测量一致性、稳定性高，而准度指的是测量值与真实值之间的差距，差距越小表明准度越高，测量值即深度图像上所显示的值，真实值指的是目标与深度相机之间真实距离所代表的值。对于利用单个深度相机进行测量时，在深度相机开启后温度会逐渐增加，一直到温度稳定的过程中获取的深度图像精准度都较差，特别是精度，所获取的深度图像非常不稳定，因此，往往是等到温度稳定后才提取其深度图像以进行进一步的应用。然而对于准度而言，由于一般是系统误差决定，最终导致获取的深度图像偏离其真实值，对于结构光深度相机，由于温度等因素影响会使得获取的深度图像偏离真实值并发生偏转。在一些应用中，需要同时利用多个深度相机来实现更大视场的深度图像获取，各个深度相机独自获取深度图像后再将多幅深度图像进行拼接融合，当深度相机获取的深度图像准度较差时，会导致拼接出现差错，比如将两个深度相机同时获取一个平面的不同区域的深度图像(二者之间一般会有部分重叠区域)，而融合后的深度图像中却变成了非平面，比如曲面、断面等形式。因此，对深度相机由温度引起的误差进行纠正有利于提高深度相机的精准度。在下面将结合图1-图3，以结构光深度相机为例进行阐述，提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深度相机温度误差校正的方法，其特征在于，包括：S1：利用至少两个深度相机获取当前目标的深度图像，所述至少两个深度相机有部分共同视野区域；S2：对温度变化引起的深度相机的测量误差进行建模；S3：利用经过建模的测量误差对所述深度图像进行校正，使得校正后的深度图像在共同视野区域差异最小。

【技术特征摘要】
1.一种深度相机温度误差校正的方法，其特征在于，包括：S1：利用至少两个深度相机获取当前目标的深度图像，所述至少两个深度相机有部分共同视野区域；S2：对温度变化引起的深度相机的测量误差进行建模；S3：利用经过建模的测量误差对所述深度图像进行校正，使得校正后的深度图像在共同视野区域差异最小。2.如权利要求1所述的深度相机温度误差校正的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：温度变化ΔT使得所述深度相机中采集模组的透镜与图像传感器间距l发生变化Δl；以及，间距变化Δl使得测量的偏离值d′与真实偏离值d出现偏差Δd，且Δd＝Δl·tanθ，其中θ是目标与所述透镜光心连线与所述透镜光轴之间夹角沿基线方向上的分量，所述基线指的是所述深度相机中所述采集模组与投影模组之间的连线。3.如权利要求2所述的深度相机温度误差校正的方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：所述真实偏离值d的偏差Δd使得相邻的两个所述深度相机在所述共同视野区域中的深度值出现差异ΔZ，且其中Z1、Z2分别指所述相邻的两个深度相机的深度值，Δl1、Δl2分别指所述相邻的两个深度相机的采集模组的透镜与图像传感器间距发生的变化。4.如权利要求3所述的深度相机温度误差校正的方法，其特征在于，所述利用经过建模的测量误差对所述深度图像进行校正包括如下步骤：T1：计算所述共同视野区域中各个...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贤焯，黄志明，
申请(专利权)人：深圳奥比中光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44