用于图像采集和分析的有源脉冲4D 摄像装置的方法和装置制造方法及图纸

利用精确控制的光源的有源脉冲四维摄像装置系统产生空间信息和人类观察的或者计算机分析的图像。以足够的速率执行四维光学信息的获取，以便为摄像装置处于运动和/或被成像、检测及分类的对象处于运动中的运动中应用提供准确的图像和空间信息。实施方式允许减少或去除来自处理图像的图像阻挡条件，例如雾、雪、雨、雨夹雪和灰尘。实施方式提供在白天或夜间条件下的操作，并且可以被用于具有诸如阴影去除的特征的白天或夜晚的全动态视频捕获。多角度图像分析被教导作为用于基于其光学反射特性来对对象和表面特征进行分类和识别的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于图像采集和分析的有源脉冲4D摄像装置的方法和装置
实施方式总体上涉及提供到场景的图像中的点的距离的测量的摄像装置。更特别地，实施方式涉及有源光源摄像装置，由此在周围照明条件的宽范围内获取场景和对象的图像，其中每个摄像装置像素提供颜色和距离信息。
技术介绍
也称为三维(3D)摄像装置的三维光子成像系统能够为场景中的物理对象提供距离测量和光子测量。这种3D摄像装置的应用有工业检测、选择性机器人视觉、3D建模、地理测量和法医分析。可以利用各种技术实现3D摄像装置，其中每个技术组合都存在使得摄像装置在广泛使用的应用中无效的某些限制。立体视觉3D摄像装置以固定的、高度校准的配置实现两个或更多个成像阵列，并且利用视场内的公共点的三角测量以建立到公共点中的每一个的距离。立体视觉系统受到由于遮挡和视差引起的图像距离不准确的影响。此外，当图像阵列之间的基线距离相对于被测距离较小时，距离精度受到影响。最后，由于需要多个图像阵列并且对图像阵列之间的基线偏移的高精度要求，立体3D摄像装置是昂贵的。飞行时间(TOF)系统利用脉冲或调制的光源例如激光，因此它们提供用于与用于测量从场景中的对象反射的光的幅度和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于获取关于场景的信息的有源脉冲四维(4D)摄像装置系统，包括：至少一个发射器，所述至少一个发射器被配置成在所述场景的整个视场内生成和发射在限定频率范围内的光，其中，所发射的光是有源脉冲序列；检测器的阵列，被配置成接收针对所述阵列的视场的在所述限定频率范围内的光，所述场景的视场由所述阵列的视场限定，并且所述阵列中的每个检测器具有作为所述阵列的视场的不同子集的单独视场；控制电路系统，所述控制电路系统可操作地耦接到所述至少一个发射器和所述检测器的阵列，并且被配置成在发射器/检测器周期中使得所述至少一个发射器在第一时间开始发射所述有源脉冲序列，并且使得所述检测器的阵列在所述第一时间之后的第二...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.03 US 15/059,8111.一种用于获取关于场景的信息的有源脉冲四维(4D)摄像装置系统，包括：至少一个发射器，所述至少一个发射器被配置成在所述场景的整个视场内生成和发射在限定频率范围内的光，其中，所发射的光是有源脉冲序列；检测器的阵列，被配置成接收针对所述阵列的视场的在所述限定频率范围内的光，所述场景的视场由所述阵列的视场限定，并且所述阵列中的每个检测器具有作为所述阵列的视场的不同子集的单独视场；控制电路系统，所述控制电路系统可操作地耦接到所述至少一个发射器和所述检测器的阵列，并且被配置成在发射器/检测器周期中使得所述至少一个发射器在第一时间开始发射所述有源脉冲序列，并且使得所述检测器的阵列在所述第一时间之后的第二时间处开始接收光，其中，所述控制电路系统被配置成改变在K个连续的发射器/检测器周期中的所述第一时间和所述第二时间之间的经过时间，其中，所述K大于4并且所述K个连续的发射器/检测器周期的总经过时间小于50微秒；以及处理系统，所述处理系统可操作地耦接到所述检测器的阵列和所述控制电路系统，并且被配置成：生成和存储与由所述检测器的阵列中的每个检测器接收的光对应的数字信息，用于所述检测器的阵列中的每个检测器的数字信息被采样并且被存储在与所述K个发射器/检测器周期之一对应的K个帧缓冲器之一中，以及分析针对每个检测器的数字信息，并且至少部分地基于与由所述K个帧缓冲器中的不同的帧缓冲器接收的脉冲序列对应的所述数字信息中的飞行时间(TOF)数据并且基于针对所述K个发射器/检测器周期中的每一个的脉冲序列的相对定时差，来构造所述场景的至少一部分的表示。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理系统被配置成基于与多个检测器对应的所述TOF数据来构造深度图作为所述场景的至少一部分的所述表示的一部分。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理系统还被配置成输出所述场景的所述至少一部分的图像。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理系统被配置成通过分析来自所述K个帧缓冲器中的不同的帧缓冲器的所述数字信息以获得颜色信息，来构造所述表示。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发射器包括至少一个发光二极管(LED)。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述发射器包括具有多种颜色分量的多个LED。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发射器包括至少一个车辆前灯。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个发射器的所述限定频率范围选自包括以下的组中：100纳米(nm)至400nm、400nm至700nm、7nm至1400nm、1400nm至8000nm、8微米(μm)至15μm、15μm至1000μm、以及0.1mm至1mm。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述检测器的阵列包括带通滤波器，以消除接收的在所述限定频率范围之外的光。10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述检测器的阵列被配置成接收与所述K个脉冲的有源序列相关联的反射光，以与环境光区分。11.根据权利要求1所述的系统，其中，所发射的光在所述限定频率范围内是非均匀的。12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述检测器的阵列中的每个检测器包括光电二极管和检测器集成电路，其中，所述光电二极管被配置成：当所述光电二极管在所述发射器/检测器周期期间接收光时，将电荷转移到所述检测器集成电路。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述检测器的阵列中的每个检测器的检测器集成电路被配置成：在所述K个连续的发射器/检测器周期中开始第二发射器/检测器周期之前，将来自第一发射器/检测器周期的电荷转移到用于该检测器的K个帧缓冲器...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·E·雷特拉特，
申请(专利权)人：四D知识产权有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US