一种深度相机及图像获取方法技术

本发明专利技术涉及光学技术领域，提供一种深度相机及图像获取方法，深度相机包括投影组件、图像采集组件及处理器；投影组件包括可改变投影视场角的光源单元；图像采集组件包括至少两台摄像机；处理器与投影组件和图像采集组件均连接，至少用于执行工作模式，工作模式包括单目模式或双目模式；用于根据工作模式控制光源单元投影具有不同视场角的结构光光束；用于根据工作模式控制摄像机单独开启或同时开启，以使得图像采集组件采集不同投影视场角下的结构光光束，获得结构光图像；用于根据结构光图像获得深度图像。通过设置投影视场角可调的光源单元，设置多台摄像机来获得不同投影视场角下的结构光图像，实现高精度、大范围的深度测量。

A Method of Deep Camera and Image Acquisition

【技术实现步骤摘要】
一种深度相机及图像获取方法
本专利技术涉及光学
，更具体地说，是涉及一种深度相机及图像获取方法。
技术介绍
结构光深度相机通过向目标空间投影结构光图像，并采集由物体反射回的结构光图像进一步计算出深度图像，基于该深度图像可以实现3D建模、人脸识别、手势交互等功能，同时结构光深度相机由于具备分辨率高、精度高、功耗低等优点，因此被广泛应用在手机、电脑、机器人、虚拟现实以及增强现实等智能设备上，具有非常良好的应用前景。然而，目前的结构光深度相机也面临着重大的考验，其中，深度相机在深度测量方面的局限是目前所面临的重要问题之一，其无法同时实现高精度和大范围的深度测量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种深度相机，以解决现有深度相机无法同时实现高精度和大范围深度测量的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种深度相机，包括投影组件、图像采集组件以及处理器；所述投影组件包括可改变投影视场角的光源单元；所述图像采集组件包括至少两台摄像机；所述处理器与所述投影组件和所述图像采集组件均连接，至少用于执行工作模式，所述工作模块包括单目模式或双目模式；用于根据所述工作模式控制所述光源单元投影具有不同视场角的结构光光束；用于根据所述工作模式控制所述图像采集组件中摄像机单独开启或同时开启，以使得所述图像采集组件采集不同投影视场角下的结构光光束，获得结构光图像；用于根据所述结构光图像获得深度图像。本专利技术的目的还在于提供一种图像获取方法，包括：控制投影组件的投影视场角，以使得所述投影组件向目标空间投射出具有局部视场角和/或整体视场角的结构光图案；采集所述结构光图案，以获得深度图像。本专利技术提供的一种深度相机的有益效果在于：通过在深度相机中设置投影视场角可调的光源单元，同时图像采集组件中设置多台摄像机来获得不同投影视场角下的结构光图像，并通过处理器对光源单元和图像采集组件进行控制，最终可以获得高精度、大范围的深度图像，从而实现高精度、大范围的深度测量。不仅如此，在需要进行小范围的深度信息测量时，只需要通过处理器控制光源单元进行小视场角的投影，同时可以对其投影功率和图像密度进行控制，不仅可以获得精度较高的深度图像，而且避免了投影视场的浪费，节约了功耗。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的深度相机的结构示意图一；图2为本专利技术实施例提供的深度相机中第一种投影组件的结构示意图一；图3为本专利技术实施例提供的深度相机中第一种投影组件的结构示意图二；图4为本专利技术实施例提供的深度相机中第一种投影组件的结构示意图三；图5为本专利技术实施例提供的深度相机中第二种投影组件的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的深度相机的结构示意图二；图7为本专利技术实施例提供的第一种图像获取方法的实现流程图；图8为本专利技术实施例提供的第二种图像获取方法的实现流程图；图9为本专利技术实施例提供的第三种图像获取方法的实现流程图。其中，图中各附图标记：10-深度相机；11-投影组件；110-光源单元；111-光源；1111-第一光源；1112-第二光源；112-可旋转镜片；113-驱动器；114-衍射单元；115-准直单元；12-图像采集组件；121-第一摄像机；122-第二摄像机；13-处理器；14-彩色相机组件。具体实施方式为了使本专利技术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，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。请参阅图1，一种深度相机10，包括用于投影结构光图案的投影组件11、图像采集组件12以及处理器13。投影组件11包括可改变投影视场角的光源单元110，光源单元110用于投影结构光光束，图像采集组件12包括至少两台摄像机，处理器13与投影组件11和图像采集组件12均连接。处理器13至少用于执行工作模式，工作模式包括单目模式或双目模式；用于根据工作模式控制光源单元投影具有不同视场角的结构光光束；用于根据工作模式控制图像采集组件中摄像机单独开启或同时开启，以使得图像采集组件采集不同投影视场角下的结构光光束，获得结构光图像；用于根据结构光图像获得深度图像。光源单元110的投影视场角可以根据需要进行调整，同时图像采集组件12中的摄像机可以分别对不同视场角的结构光光束进行采集。例如，光源单元110具有第一投影视场角101、第二投影视场角102和第三投影视场角103，第一投影视场角101和第二投影视场角102不同，第三投影视场角103包括第一投影视场角101和第二投影视场角102；此时图像采集组件12包括两台摄像机，分别记为第一摄像机121和第二摄像机122，其中第一摄像机121与第一投影视场角101相对应，且第一投影视场角101不小于第一摄像机121的视场角104；第二摄像机122与第二投影视场角102相对应，且第二投影视场角102不小于第二摄像机122的视场角105；第一摄像机121和第二摄像机122的总视场角与第三投影视场角103相对应，且第三投影视场角103不小于第一摄像机121和第二摄像机122的总视场角，从而确保在相应的测量范围内投影组件11所投射出的结构光光束能够覆盖图像采集组件12的视场，避免无法计算出深度图像的情况出现。处理器13可以执行的工作模式包括单目模式或双目模式，当执行单目模式时，可以控制光源单元110处于第一投影视场角101或第二投影视场角102，同时控制第一摄像机121工作或第二摄像机122工作；当执行双目模式时，可以控制光源单元110处于第三投影视场角103，同时控制第一摄像机121和第二摄像机122同时工作，并且根据采集的结构光图像，获得相应的深度图像。应当理解的是，在单目模式和双目模式的切换过程中，深度相机10的投影组件11除了改变投影视场角以外，还可以实现投影功率、图像密度等参数的变化，这些都可以通过处理器13来进行控制。一般地，对于近距离物体可以投影低密度结构光光束，对远距离物体可以投影高密度结构光图像，从而有助于采集到比较清晰的深度图像，有利于深度信息的计算。例如，单目模式下往往测量范围相对较小，因此投影功率和图像密度均可以设置得相对低一些。在一种情况下，深度相机10处于单目模式，此时只有第一摄像机121或第二摄像机122工作。处理器13控制光源单元110投影出具有第一投影视场本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深度相机，其特征在于，包括投影组件、图像采集组件以及处理器；所述投影组件包括可改变投影视场角的光源单元；所述图像采集组件包括至少两台摄像机；所述处理器与所述投影组件和所述图像采集组件均连接，至少用于执行工作模式，所述工作模式包括单目模式或双目模式；用于根据所述工作模式控制所述光源单元投影具有不同视场角的结构光光束；用于根据所述工作模式控制所述图像采集组件中摄像机单独开启或同时开启，以使得所述图像采集组件采集不同投影视场角下的结构光光束，获得结构光图像；用于根据所述结构光图像获得深度图像。

【技术特征摘要】
1.一种深度相机，其特征在于，包括投影组件、图像采集组件以及处理器；所述投影组件包括可改变投影视场角的光源单元；所述图像采集组件包括至少两台摄像机；所述处理器与所述投影组件和所述图像采集组件均连接，至少用于执行工作模式，所述工作模式包括单目模式或双目模式；用于根据所述工作模式控制所述光源单元投影具有不同视场角的结构光光束；用于根据所述工作模式控制所述图像采集组件中摄像机单独开启或同时开启，以使得所述图像采集组件采集不同投影视场角下的结构光光束，获得结构光图像；用于根据所述结构光图像获得深度图像。2.如权利要求1所述的深度相机，其特征在于，所述光源单元包括光源、可旋转镜片以及驱动器；所述光源与所述处理器连接；所述可旋转镜片设于所述光源的出光路径上，用于改变所述光源的投影视场角；所述驱动器与所述可旋转镜片连接，用于控制所述可旋转镜片的旋转角度。3.如权利要求1所述的深度相机，其特征在于，所述光源单元至少包括两个光源，所述光源与所述处理器连接；所述处理器控制所述光源单元中光源单独开启或同时开启，以使所述光源单元投影具有不同投影视场角的结构光光束。4.如权利要求2或3所述的深度相机，其特征在于，所述投影组件还包括准直单元，所述准直单元设于所述光源的出光路径上；和/或，所述投影组件还包括衍射单元，所述衍射单元设于所述光源的出光路径上。5.一种图像获取方法，其特征在于，包括：控制投影组件的投影视场角，以使得所述投影组件向目标空间投射出具有局部视场角和/或整体视场角的结构光图案；采集所述结构光图案，以获得深度图像。6.如权利要求5所述的图像获取方法，其特征在于，当所述投影组件向目标空间投射出具有局部视场角的结构光图案时，所述控制投影组件的投影视场角步骤包括：控制所述投影组件中光源单元的可...

【专利技术属性】
技术研发人员：许星，
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