距离传感器制造技术

在一个实施例中，一种用于计算到对象的距离的方法包括：从多个投影点中的每一个投射多个投影射束，其中该多个投影点被布置在图像捕获装置的透镜周围，并且其中该多个投影射束中的至少两个射束彼此平行；捕获视场的图像，其中该对象在该图像中可见并且由该多个投影射束中的至少两个射束生成的投影图样也在该图像中可见；以及使用该图像中的信息来计算到对象的距离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】距离传感器相关申请的交叉引用本申请要求保护2015年5月10日提交的美国临时专利申请序列号62/159,286的权益。通过引用将该申请以其整体并入本文。
本公开总体上涉及计算机视觉系统，并且更特别地涉及用于测量交通工具和空间中的对象或点之间的距离的传感器。
技术介绍
诸如机器人交通工具和无人机之类的无人驾驶交通工具通常依赖于用于周围环境中的障碍物检测和导航的计算机视觉系统。这些计算机视觉系统进而通常依赖于从周围环境获取视觉数据的各种传感器，计算机视觉系统处理该数据以便收集关于周围环境的信息。例如，经由一个或多个成像传感器获取的数据可被用来确定从交通工具到周围环境中的特定对象或点的距离。
技术实现思路
在一个实施例中，一种用于计算到对象的距离的方法包括：从多个投影点中的每一个投射多个投影射束，其中该多个投影点被布置在图像捕获装置的透镜周围，并且其中该多个投影射束中的至少两个射束彼此平行；捕获视场的图像，其中该对象在该图像中可见并且由该多个投影射束中的至少两个射束生成的投影图样也在该图像中可见；以及使用该图像中的信息来计算到对象的距离。在另一实施例中，一种计算机可读存储设备，其存储当被处理器执行时促使该处理器实行用于计算到对象的距离的操作的多个指令。该操作包括：从多个投影点中的每一个投射多个投影射束，其中该多个投影点被布置在图像捕获装置的透镜周围，并且其中该多个投影射束中的至少两个射束彼此平行；捕获视场的图像，其中该对象在该图像中可见并且由该多个投影射束中的至少两个射束生成的投影图样也在该图像中可见；以及使用该图像中的信息来计算到对象的距离。在另一实施例中，一种用于计算到对象的距离的方法包括：从多个投影点中的每一个投射多个投影射束，其中该多个投影点被布置在图像捕获装置的透镜周围，并且其中该多个投影射束中的至少一个射束相对于从经过透镜中心的轴沿径向向外延伸的线偏移第一角度；捕获视场的图像，其中该对象在该图像中可见并且由多个投影射束中的至少一个射束生成的投影图样也在该图像中可见；以及使用该图像中的信息来计算到对象的距离。附图说明可以通过结合附图来考虑下面的详细描述来容易地理解本公开的教导，在附图中：图1A图示可被用来生成本公开内容的光学配置的距离传感器的一个实施例的横截面视图；图1B图示图1A的距离传感器的俯视图；图2图示可被图1的距离传感器或者被具有类似能力的距离传感器投射的图样的第一实施例；图3图示可被图1的距离传感器或者被具有类似能力的距离传感器投射的图样的第二实施例；图4图示可被图1的距离传感器或者被具有类似能力的距离传感器投射的图样的第三实施例；图5图示可被背靠背安装的图1的距离传感器中的两个或者被背靠背安装的具有类似能力的两个距离传感器投射的图样的第四实施例；图6图示可被图1的距离传感器或者被具有类似能力的距离传感器投射的图样的第五实施例；图7图示两对平行图样已投射在其中的示例视场；图8图示用于计算从传感器到空间中的对象或点的距离的方法的流程图；图9图示可通过其来在图8中图示的方法中计算从传感器到对象或点的距离的三角测量技术；图10图示可被用来生成本公开内容的光学配置的距离传感器的第二实施例；图11图示可被图10的距离传感器投射的示例投影图样的俯视图；图12图示可被图10的距离传感器投射的另一示例投影图样的俯视图；图13是可被用来生成本公开内容的光学配置的距离传感器的另一实施例的俯视图；图14A-14D图示可以使用投影射束和径向基准线之间的各种不同倾斜角度来生成的示例投影图样；图15图示用于计算从传感器到空间中的对象或点的距离的方法1500的流程图；图16描绘适合于在执行本文中描述的功能中使用的通用计算机的高级框图；图17是示出用于使用一对平行投影面来计算到对象的距离的有关参数的示图；图18图示用于计算从图17的成像传感器到图17的对象的距离的算法的一个实施例；图19A和19B图示可以从其导出用于使用图10和13的传感器来计算到对象的距离的简单算法的概念；以及图20图示扩展至示例距离传感器的图19A-19B的概念。为了促进理解，在可能的情况下已经使用相同的参考数字来标出各图中共同的相同元件。具体实施方式在一个实施例中，本公开涉及一种距离传感器。可在无人驾驶交通工具中使用距离传感器，以便帮助计算机视觉系统确定从该交通工具到周围环境中的特定对象或点的距离。例如，距离传感器可将一个或多个光射束投射到该对象或点上并且然后根据飞行时间（TOF）、对反射的光的分析（例如激光雷达）或其他装置来计算距离。然而，这种类型的常规距离传感器往往体积大，并且因此可能不适合于在紧凑交通工具中使用。此外，该传感器可能制造起来是非常昂贵的并往往具有有限的视场。例如，即使使用多个常规成像传感器的布置也提供小于360度的视场。本公开内容的实施例为诸如2015年10月22日提交的美国专利申请序列号14/920,246中公开的距离传感器中的任一个的紧凑距离传感器提供光学配置改进。例如图1A和1B图示可被用来生成本公开内容的光学配置的距离传感器100的一个实施例。特别地，图1A图示距离传感器100的横截面视图，而图1B图示图1A的距离传感器100的俯视图。距离传感器100可被安装到例如无人驾驶交通工具。如图1A中所图示的，该距离传感器100包括布置在紧凑外壳102内的多个部件。该部件包括至少一个光源104，第一射束分离装置（在下文中被称为第一衍射光学元件106）、第二射束分离装置阵列（在下文中被称为第二衍射光学元件1081-108n（并且在下文中被统称为“第二衍射光学元件108”））、以及包括广角透镜112的成像传感器110。基本上围绕中心轴A-A’对称地布置该部件。在一个实施例中，中心轴A-A’与成像传感器110的光轴相一致。在一个实施例中，该光源104被定位在中心轴A-A’的第一端部处。在一个实施例中，该光源104是沿着中心轴A-A’发射单个光射束的激光器光源。在下文中，由光源104发射的单个射束也可被称为“主射束”。在一个实施例中，该光源104发射已知对人类视觉来说相对安全的波长的光（例如红外线）。在另一实施例中，该光源104可以包括用来调整其输出的强度的电路。在另一实施例中，该光源104可以脉冲形式发射光，以便减轻环境光对图像捕获的影响。该第一衍射光学元件（DOE）106被定位成沿着中心轴A-A’接近光源104（例如相对于由光源104发射的光所传播的方向，在光源104的“前面”）。特别地，该第一DOE106被定位成拦截由光源104发射的单个光射束并且将单个射束或主射束分离成多个二次射束。在一个实施例中，中心轴A-A’和二次射束中的每一个之间的角度是相等的。该第一DOE106是能够将主射束分离成多个二次射束（其在不同方向上从该主射束偏离）的任何光学部件。例如，在一个实施例中，该第一DOE106可包括圆锥形反射镜或全息胶片。在这种情况下，以圆锥形状来布置在该多个二次射束。在另一些实施例中，可通过装置而不是衍射来使该主射束分离。第二DOE108的阵列被定位成沿着中心轴A-A’接近第一DOE106（例如相对于由光源104发射的光所传播的方向，在第一DOE106的“前面”）。特别地，该第二DOE108的阵列被定位成使得第一DOE本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于计算到对象的距离的方法，该方法包括：从多个投影点中的每一个投射多个投影射束，其中该多个投影点被布置在图像捕获装置的透镜周围，并且其中该多个投影射束中的至少两个射束彼此平行；捕获视场的图像，其中该对象在该图像中可见并且由该多个投影射束中的至少两个射束生成的投影图样也在该图像中可见；以及使用该图像中的信息来计算到对象的距离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.10 US 62/1592861.一种用于计算到对象的距离的方法，该方法包括：从多个投影点中的每一个投射多个投影射束，其中该多个投影点被布置在图像捕获装置的透镜周围，并且其中该多个投影射束中的至少两个射束彼此平行；捕获视场的图像，其中该对象在该图像中可见并且由该多个投影射束中的至少两个射束生成的投影图样也在该图像中可见；以及使用该图像中的信息来计算到对象的距离。2.根据权利要求1所述的方法，其中该多个投影射束中的至少两个射束是从多个投影点中的同一投影点投射的。3.根据权利要求1所述的方法，其中该多个投影射束中的至少两个射束是从多个投影点中的不同投影点投射的。4.根据权利要求1所述的方法，该多个投影射束中的至少两个射束中的每一个都是单独投影面的一部分。5.根据权利要求4所述的方法，其中该投影面是从多个投影点中的单个投影点投射的，并且该投影面跨越九十度。6.根据权利要求4所述的方法，其中该投影面是从多个投影点中的两个投影点投射的，并且该投影面跨越180度。7.根据权利要求4所述的方法，其中该投影面是从多个投影点中的四个投影点投射的，并且该投影面跨越360度。8.根据权利要求4所述的方法，其中该投影面平行于该图像捕获装置的中心光轴。9.根据权利要求1所述的方法，其中该多个投影射束中的至少两个射束相对于从经过透镜中心的轴沿径向向外延伸的线偏移一定角度。10.一种计算机可读存储设备，其存储当被处理器执行时促使该处理器实行用于计算到对象的距离的操作的多个指令，该操作包括：从多个投影点中的每一个投射多个投影射束，其中该多个投影点被布置在图像捕获装置的透镜周围，并且其中该多个投影射束中的至少两个射束彼此平行；捕...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村昭辉，
申请(专利权)人：魔眼公司，
类型：发明
国别省市：美国,US