利用结构光获取检测对象的深度信息的系统和方法技术方案

本发明专利技术提出了一种利用结构光获取检测对象的深度信息的系统。该系统包括：二维成像装置，用于采集检测对象的二维图像信息；控制器，用于识别二维成像装置所采集的二维图像信息中的特征区域并确定所述特征区域的位置，并且根据所识别的特征区域和所确定的特征区域的位置确定结构光的特征；以及投影装置，将具有所述特征的结构光投影至检测对象，以获取检测对象的深度信息。本发明专利技术还提出了一种利用结构光获取检测对象的深度信息的方法。

System and Method of Obtaining Depth Information of Detecting Object by Structured Light

【技术实现步骤摘要】
利用结构光获取检测对象的深度信息的系统和方法
本申请涉及结构光机器视觉感知领域，更具体地，本申请涉及一种利用结构光获取检测对象的深度信息的系统和方法，以通过识别检测对象的特征区域来动态地控制结构光的特征进行投影。
技术介绍
在现有的结构光投影领域中，结构光投影通常是将光学图案(波长在940nm左右的点、线或者条纹等形式的光学信息)投影在检测对象上，从而给检测对象施加光学特征信息。在投影过程中，为了保证识别准确性，需要以较高的强度以及较多的光线进行投影。但是，由于检测对象在高强度的结构光投影下可能会受到损害，尤其是当检测对象为人脸时，长时间高强度的投影会对人的眼睛造成一定的损害。另外一方面，在对检测对象的特征区域进行投影时，检测对象的特征区域在不同的结构光投影下可能呈现不一样的效果。因此，固定的投影方式会造成检测对象特征区域上的光学特征信息无法满足使用者的各项例如精度、速度的需求，同时也无法满足对于某些检测对象的安全要求。
技术实现思路
为此，本专利技术提出了一种动态地调整或控制结构光的特征来获取检测对象的深度信息的系统和方法。首先对检测对象进行图像采集后，再识别检测对象的特征区域，然后在投影时控制该特征区域的投影强度。根据本专利技术的一个方面，提出了一种利用结构光获取检测对象的深度信息的系统。该系统可包括：成像装置，用于采集检测对象的图像信息；控制器，用于识别成像装置所采集的图像信息中的特征区域并确定所述特征区域在所述图像信息中的位置，并且根据所识别的特征区域和所确定的所述特征区域在所述图像信息中的位置确定结构光的特征；以及投影装置，用于将具有所述特征的结构光投影至检测对象，以使所述成像装置获取检测对象的深度信息。根据本专利技术的一个实施方式，所述二维成像装置可以预定时间间隔周期性地采集所述检测对象的二维图像信息，并且所述控制器可根据所识别的特征区域和所确定的所述特征区域在所述二维图像信息中的位置周期性地确定投影的所述结构光的特征。根据本专利技术的一个实施方式，投影装置可根据由控制器所确定的结构光的特征发射具有不同强度、角度、图案、波段和/或占空比的结构光。例如，增大或者减小发射的结构光的投影强度、将结构光切换为不同图案的光学信息、增加或者减少发射结构光的光源数量、旋转光源的角度以及切换发射结构光的光源的波段等。根据本专利技术的一个实施方式，当识别到检测对象例如为虹膜时，投影装置向检测对象(虹膜)发射强度和占空比增大的结构光；当识别到检测对象例如为眼睛时，所述投影装置发射强度和占空比减小的结构光；以及当识别到检测对象例如为人脸时，所述投影装置发射具有线结构光图案的结构光等。根据本专利技术的一个实施方式，投影装置可包括：衬底；设置在所述衬底上以发射光线的光学发射器阵列；以及安装在衬底之上的光学器件。衬底例如由半导体材料制成。光学器件可将由光学发射器阵列发射的光线投射至检测对象。根据本专利技术的一个实施方式，成像装置可包括：用于对光线进行过滤和聚焦的滤光聚光元件；以及用于对通过滤光聚光元件的光线进行成像以获取图像信息的成像组件。根据本专利技术的另一方面，提出了一种利用结构光获取检测对象的深度信息的方法。该方法可包括：采集检测对象的图像信息；识别所述图像信息中的特征区域，并确定所述特征区域在所述图像信息中的位置；根据所识别的特征区域和所确定的所述特征区域在所述图像信息中的位置确定结构光的特征；将具有所述特征的结构光投影至所述检测对象以获取检测对象的深度信息。根据本专利技术的一个实施方式，其中，所述二维图像信息以预定时间间隔周期性地采集，并且根据所识别的特征区域和所确定的所述特征区域在所述二维图像信息中的位置周期性地确定结构光的特征。根据本专利技术的一个实施方式，采集检测对象的二维图像信息包括利用RGB模组和/或IR模组对所述检测对象进行成像，以获取所述检测对象的二维图像信息。根据本专利技术的一个实施方式，将所述结构光投影至检测对象可包括根据所确定的结构光的特征发射具有不同强度、角度、图案、波段和/或占空比的结构光。例如，可增大或者减小发射的结构光的投影强度、将结构光切换为不同图案的光学信息、增加或者减少发射结构光的光源数量、旋转光源的角度以及切换发射结构光的光源的波段等。根据本专利技术的一个实施方式，结构光的不同图案例如可包括当不限于点结构光图案、线结构光图案、条纹式结构光图案、面结构光图案等。根据本专利技术的一个实施方式，当识别到检测对象为虹膜时，将具有所述特征的结构光投影至检测对象包括将强度和占空比增大的结构光投射至检测对象；当识别到检测对象为眼睛时，将具有所述特征的结构光投影至检测对象包括将强度和占空比减小的投影光源投射至检测对象；以及当识别到检测对象为人脸，将具有所述特征的结构光投影至检测对象包括将具有所述线结构光图案的投影光源投射至检测对象等。附图说明以下参照附图来提供对本专利技术构思的进一步理解，附图示出了本专利技术构思的示例性实施方式，并且应当理解这些实施方式仅应以说明性而绝非限制性的方式来解释，在整个说明书中，相同的附图标记指示相同的元件。在附图中：图1示出了根据本专利技术的实施方式的利用结构光获取检测对象的深度信息的系统的示意性框图；图2示出了根据本专利技术的实施方式的利用结构光获取检测对象的深度信息的方法的示意性流程图；图3示出了根据本专利技术的另一实施方式的利用结构光获取检测对象的深度信息的方法的示意性流程图；以及图4示出了根据本专利技术的又一实施方式的利用结构光获取检测对象的深度信息的方法的示意性流程图。具体实施方式在以下描述中，出于解释的目的，阐述了诸多特定细节以提供对各种示例性实施方式的透彻理解。然而，应当理解，可在没有这些特定细节的情况下实施各种示例性实施方式。本文中所使用的术语是用于描述特定实施方式的目的而非旨在进行限制。当在本说明书中使用时，术语“包含”、“包含有”、“包括”和/或“包括有”表示存在所描述的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在。本文参考示例性实施方式的示意图来描述示例性实施方式。本文公开的示例性实施方式不应被解释为限于具体示出的形状，而是包括能够实现相同功能的各种等效结构。附图中所示的位置本质上是示意性的，并且它们的形状并不旨在示出装置的实际形状，并且不旨在进行限制。出于描述目的，本文中可使用空间相对术语(诸如，“之上”、“之下”、“下部”、“上部”等)并由此描述图中所示出的一个元件或特征相对于另一个(另一些)元件或特征的关系。但是应当理解，这些描述并不意味着一个元件直接设置在另一个元件上，其也可能存在中间元件或特征。除非另有限定，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属
的普通技术人员的通常理解相同的含义。诸如常用词典中定义的术语应被解释为具有与其在相关领域的语境下的含义一致的含义，并且将不以理想化或过度正式的意义来解释，除非本文明确地如此定义。以下参考附图来对本申请的各个方面进行更详细的说明。图1示出了根据本专利技术的实施方式的利用结构光获取检测对象的深度信息的系统100的示意性框图，以及图2示出了根据本专利技术的实施方式的利用结构光获取检测对象的深度信息的方法1000的示意性流程图。如图1所示，系统100可包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用结构光获取检测对象的深度信息的系统，包括：二维成像装置，用于采集所述检测对象的二维图像信息；控制器，用于识别所述二维成像装置所采集的所述二维图像信息中的特征区域并确定所述特征区域在所述二维图像信息中的位置，并且根据所识别的特征区域和所确定的所述特征区域在所述二维图像信息中的位置，确定投影的所述结构光的特征；以及投影装置，用于将具有所述特征的结构光投影至所述检测对象，以获取所述检测对象的深度信息。

【技术特征摘要】
1.利用结构光获取检测对象的深度信息的系统，包括：二维成像装置，用于采集所述检测对象的二维图像信息；控制器，用于识别所述二维成像装置所采集的所述二维图像信息中的特征区域并确定所述特征区域在所述二维图像信息中的位置，并且根据所识别的特征区域和所确定的所述特征区域在所述二维图像信息中的位置，确定投影的所述结构光的特征；以及投影装置，用于将具有所述特征的结构光投影至所述检测对象，以获取所述检测对象的深度信息。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述二维成像装置以预定时间间隔周期性地采集所述检测对象的二维图像信息，并且所述控制器根据所识别的特征区域和所确定的所述特征区域在所述二维图像信息中的位置周期性地确定投影的所述结构光的特征。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述投影装置根据所述控制器所确定的所述结构光的特征发射具有不同强度、角度、图案、波段和/或占空比的结构光。4.如权利要求3所述的系统，其中，所述结构光的预定图案包括点结构光图案、线结构光图案和面结构光图案。5.如权利要求3所述的系统，其中，所述检测对象为虹膜，所述投影装置向所述虹膜投影强度和占空比增大的结构光。6.如权利要求3所述的系统，其中，所述检测对象为眼睛，所述投影装置发射强度和占空比减小的结构光。7.如权利要求3所述的系统，其中，所述检测对象为人脸，所述投影装置发射具有线结构光图案的结构光。8.如权利要求1所述的系统，其中，所述投影装置包括：衬底；光学发射器阵列，设置在所述衬底上以发射光线；以及光学器件，安装在所述衬底之上，并将由所述光学发射器阵列发射的光线投射至所述检测对象。9.如权利要求8所述的系统，其中，所述衬底为半导体衬底。10.如权利要求1所述的系统，其中，所述二维成像装置包括：滤光聚光元件，用于对光线进行过滤和聚焦；以及成像组...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈飞帆，潘民杰，姚立锋，戎琦，曾俊杰，戚杨迪，
申请(专利权)人：宁波舜宇光电信息有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33