用于光学系统的主动对准校正技术方案

本发明专利技术提供用以补偿成像系统内的光学装置的未对准的方法、系统及设备。举例来说，所述方法接收由具有第一光轴的第一光学装置及具有第二光轴的第二光学装置捕获的图像数据。所述方法还接收指示衬底的偏斜的传感器数据，所述衬底支撑所述第一光学装置及所述第二光学装置。所述偏斜可由所述第一光轴相对于所述第二光轴的未对准产生。所述方法基于所述所捕获图像数据及所述传感器数据产生深度值。所述深度值可反映对所述第一光轴相对于所述第二光轴的所述未对准的补偿。

Active alignment correction for optical system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光学系统的主动对准校正
本专利技术大体上涉及光学系统及过程，且更特定地说，涉及主动地校正光学系统的未对准组件。
技术介绍
三维成像及深度估计技术在许多应用中具有不断增长的重要性。为实施这些三维成像及深度估计技术，许多光学系统合并在经恰当对准及校准时捕获特性化环境的部分的图像数据的多个组件。为产生精确深度值，光学系统常常在所述组件中的每一者之间维持指定位置关系(例如位移、定向等等)。
技术实现思路
用于产生至少一个深度值的所揭示计算机实施方法可包含由一或多个处理器从具有第一光轴的第一光学装置或具有第二光轴的第二光学装置接收所捕获图像数据。所述方法可进一步包含由所述一或多个处理器接收指示衬底的偏斜的传感器数据，所述衬底支撑所述第一光学装置及所述第二光学装置。所述偏斜可导致所述第一光轴相对于所述第二光轴的未对准。所述方法可包含由所述一或多个处理器基于所述所捕获图像数据及所述传感器数据产生深度值。所述所产生深度值可反映对所述第一光轴相对于所述第二光轴的所述未对准的补偿。一种用于产生至少一个深度值的所揭示系统可包含：非暂时性机器可读存储媒体，其存储指令；及至少一个处理器，其经配置以耦合至所述非暂时性机器可读存储媒体。所述至少一个处理器可经配置以执行所述指令以接收由具有第一光轴的第一光学装置或具有第二光轴的第二光学装置捕获的所捕获图像数据。所述至少一个处理器可经进一步配置以执行所述指令以接收指示衬底的偏斜的传感器数据，所述衬底支撑所述第一光学装置及所述第二光学装置。所述偏斜可导致所述第一光轴相对于所述第二光轴的未对准。所述至少一个处理器可经配置以执行所述指令以基于所述所捕获图像数据及所述传感器数据产生深度值。所述所产生深度值可反映对所述第一光轴相对于所述第二光轴的所述未对准的补偿。一种所揭示设备具有用于接收由具有第一光轴的第一光学装置或具有第二光轴的第二光学装置捕获的所捕获图像数据的装置。所述设备还包含用于接收指示衬底的偏斜的传感器数据的装置，所述衬底支撑所述第一光学装置及所述第二光学装置。所述偏斜可导致所述第一光轴相对于所述第二光轴的未对准。另外，所述设备包含用于基于所述所捕获图像数据及所述传感器数据产生深度值的装置。所述所产生深度值可反映对所述第一光轴相对于所述第二光轴的所述未对准的补偿。一种所揭示非暂时性机器可读存储媒体具有指令，所述指令在由至少一个处理器执行时执行方法。所述方法包含接收由具有第一光轴的第一光学装置或具有第二光轴的第二光学装置捕获的所捕获图像数据。所述方法还可包含接收指示衬底的偏斜的传感器数据，所述衬底支撑所述第一光学装置及所述第二光学装置。所述偏斜可导致所述第一光轴相对于所述第二光轴的未对准。所述方法可包含基于所述所捕获图像数据及所述传感器数据产生深度值。所述所产生深度值可反映对所述第一光轴相对于所述第二光轴的所述未对准的补偿。附图说明图1A为根据一些实例的示范性成像系统的透视图。图1B为根据一些实例的示范性成像系统的平面图。图2A及2B为根据一些实例的示范性成像系统的截面图。图3为根据一些实例的绘示示范性成像系统的组件的框图。图4为根据一些实例的绘示示范性传感器的操作的方面的图解。图5为根据一些实例的用于校正成像系统的组件之间的内在及诱发性对准误差的示范性过程的流程图。具体实施方式虽然本文中所描述的特征、方法、装置及系统可以各种形式体现，但一些示范性及非限制性实施例展示于附图中，且在下文中进行描述。本专利技术中所描述的一些组件是任选的，且一些实施方案相比于本专利技术中明确描述的那些组件可包含额外组件、不同组件或较少组件。例如“下部”、“上部”、“水平”、“竖直”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“顶部”及“底部”的相对术语以及其衍生词(例如“水平地”、“朝下”、“朝上”等等)是指在论述时如随后描述且展示于附图中的定向。相对术语是出于读者的便利性而提供。其并不限制权利要求书的范围。本专利技术人已确定，对于在共同衬底上具有两个光感测元件的装置，感测元件之间的位置关系的任何变化可向由装置产生的深度图(depthmap)数据引入误差。三维成像及深度估计技术在许多应用中具有不断增长的重要性，例如扩增实境产生及呈现工具、自主驱动及导航应用，及三维计量工具。为实施这些技术，许多成像系统合并在经恰当对准及校准时捕获特性化环境的部分(例如环境的“成像”部分)的图像数据的多个光学装置。成像系统可应用各种图像处理工具以产生深度图，所述深度图向成像部分内的每一像素指派特性化所述成像部分内对应于所述像素的位置的深度的值。在一些实例中，成像系统可基于结构化光过程、立体视觉过程或飞行时间过程被应用于所捕获图像数据而产生深度图。此外，成像系统可包含对应于这些过程的光学装置，例如相机、成像传感器(例如电荷耦合装置(CCD)传感器)、互补金属氧化物半导体(CMOS)成像传感器、例如红外(IR)光(例如近IR光)的发出具有预定波长的光的激光器，或例如衍射光栅的其它光学元件。为在环境的成像部分上精确地产生深度值，成像系统常常在多个光学装置中的每一者之间维持指定位置关系(例如位移、定向等等)。举例来说，成像系统可包含两个或两个以上图像传感器(例如CCD传感器)，其沿例如安装于成像系统的壳体内的印刷电路板(PCB)的衬底或安装组合件的表面安置于指定位置及定向处。基于立体视觉过程(例如三角测量)被应用于由CCD传感器捕获的图像数据，成像系统可经校准以产生符合CCD传感器的指定位置及定向且在环境的成像部分上为精确的深度图。成像系统的光学组件之间的位置关系(例如CCD传感器的位置或定向)的任何变化可向由成像系统产生的深度图引入误差。在一些实例中，如下文所描述，位置关系的变化可起因于光学组件的可预测的内在未对准。举例来说，归因于对准工具或制造条件的限制，CCD传感器的光轴可能不会精确平行，且光轴可呈现可在初始校准过程期间确定的与平行的角度偏差。此角度偏差在本文中被称作“偏航角”。成像系统可实施校正性过程，其校正经由所应用的图像处理技术计算的深度值，以反映及解释光学组件的内在未对准。在其它实例中，光学组件的位置关系的变化及这些光学组件的基础未对准可起因于在操作期间施加至成像系统的外力或弯曲力矩。举例来说，用户可使用适当安装托架将成像系统附接至对应结构，例如三角架。在一些情况下，安装托架在成像系统的壳体上施加外力或弯曲力矩，且此外力或弯曲力矩可使得衬底或安装设备偏斜，并修改光学组件的定向。对光学组件的定向的所得修改可修改特性化光学组件中的每一者的偏航角。偏航角的变化可取消成像系统的任何先前校准，且向由成像系统产生的深度图数据引入误差。为识别及校正诱发性未对准及所得偏航角误差，成像系统可在用户的每一相继操作之前基于所捕获图像数据进行重新校准。这些重新校准过程在时间及资源上可为充分的，且可减弱成像系统捕获特性化快速出现的事件的数据的能力。此外，如上文所描述的校准成像系统且解释光学组件的内在未对准的过程可能不会检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种产生至少一个深度值的方法，所述方法包括：/n由一或多个处理器从具有第一光轴的第一光学装置或具有第二光轴的第二光学装置接收所捕获图像数据；/n由所述一或多个处理器接收指示衬底的偏斜的传感器数据，所述衬底支撑所述第一光学装置及所述第二光学装置，所述偏斜导致所述第一光轴相对于所述第二光轴的未对准；/n由所述一或多个处理器基于所述所捕获图像数据及所述传感器数据产生深度值，所述深度值反映对所述第一光轴相对于所述第二光轴的所述未对准的补偿。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170727 US 15/661,5991.一种产生至少一个深度值的方法，所述方法包括：
由一或多个处理器从具有第一光轴的第一光学装置或具有第二光轴的第二光学装置接收所捕获图像数据；
由所述一或多个处理器接收指示衬底的偏斜的传感器数据，所述衬底支撑所述第一光学装置及所述第二光学装置，所述偏斜导致所述第一光轴相对于所述第二光轴的未对准；
由所述一或多个处理器基于所述所捕获图像数据及所述传感器数据产生深度值，所述深度值反映对所述第一光轴相对于所述第二光轴的所述未对准的补偿。


2.根据权利要求1所述的方法，其中产生所述深度值包括：
响应于所述偏斜的量超过阈值的确定，针对所述第一及光轴相对于所述第二光轴的所述未对准校正所述所捕获图像数据；及
基于所述经校正图像数据产生所述深度值。


3.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述方法进一步包括获得特性化所述成像系统的内在未对准的校准数据；
产生所述深度值包括基于所述所捕获图像数据、所述传感器数据及所述校准数据产生所述深度值；且
所述深度值反映对所述成像系统的所述内在未对准及所述第一光轴相对于所述第二光轴的所述未对准的补偿。


4.根据权利要求3所述的方法，其中产生所述深度值进一步包括：
针对所述成像系统的所述内在未对准及所述第一光轴相对于所述第二光轴的未对准校正所述所捕获图像数据；及
基于所述经校正图像数据产生所述深度值。


5.根据权利要求3所述的方法，其中产生所述深度值进一步包括：
针对所述成像系统的所述内在未对准校正所述所捕获图像数据；
基于所述经校正图像数据产生所述深度值；及
针对所述第一光轴相对于所述第二光轴的所述未对准校正所述深度值。


6.根据权利要求3所述的方法，其中产生所述深度值进一步包括：
基于所述所捕获图像数据产生所述深度值；及
针对所述成像系统的所述内在未对准及所述第一光轴相对于所述第二光轴的所述未对准校正所述深度值。


7.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一光轴相对于所述第二光轴的所述未对准包括在所述第一光轴或所述第二光轴中的至少一者的方向上的偏航角误差，所述偏航角误差由所述衬底的所述偏斜产生；且
所述深度值反映对所述偏航角误差的补偿。


8.根据权利要求1所述的方法，其中：
接收所述传感器数据包括从屈曲传感器接收所述传感器数据，所述屈曲传感器经配置以测量沿所述衬底的至少一个弯曲轴的所述偏斜；且
所述方法进一步包括基于所述传感器数据确定偏斜量。


9.根据权利要求8所述的方法，其中所述屈曲传感器包括导电的基于墨水的传感器、光纤传感器、由导电织物、线或聚合物形成的传感器、应变计，或压电限制性传感器。


10.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述成像系统包括壳体，所述衬底安置于所述壳体内；且
所述衬底的所述偏斜由所述壳体的部分施加外力或弯曲力矩而产生。


11.根据权利要求10所述的方法，其中所述衬底包括印刷电路板。


12.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一光学装置为辐射发射器；且
所述第二光学装置为图像传感器。


13.一种用于产生至少一个深度值的系统，所述系统包括：
非暂时性机器可读存储媒体，其存储指令；及
至少一个处理器，其经配置以耦合至所述非暂时性机器可读存储媒体，所述至少一个处理器经配置以执行所述指令以进行以下操作：
接收从具有第一光轴的第一光学装置或具有第二光轴的第二光学装置捕获的所捕获图像数据；
接收指示衬底的偏斜的传感器数据，所述衬底支撑所述第一光学装置及所述第二光学装置，所述偏斜导致所述第一光轴相对于所述第二光轴的未对准；及
基于所述所捕获图像数据及所述传感器数据产生深度值，所述深度值反映对所述第一光轴相对于所述第二光轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·宁，K·M·阿塔纳索夫，A·J·林德纳，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US