数字成像系统和图像数据处理方法技术方案

提供了数字成像系统和图像数据处理方法。该系统包括主透镜，主透镜被配置成聚焦来自针对多个景深的视场的光，并投影表示景深的多个中间图像。图像传感器组件处于与主透镜间隔开的关系，并且包括被分组成传感器子阵列的光传感器。中间微透镜阵列设置在主透镜与图像传感器组件之间，并且包括彼此相邻且邻接的中间微透镜，以从与另一相邻微透镜不同的视角将中间图像聚焦到传感器子阵列之一上。控制单元捕获并存储与中间图像相关联的图像数据，并创建三维深度图。控制单元还计算对象的距离信息以检测姿势或障碍物。

Digital imaging system and image data processing method

【技术实现步骤摘要】
数字成像系统和图像数据处理方法相关申请的交叉应用本申请要求先前于2018年12月12日提交的美国临时专利申请第62/778,566号的权益，并进一步要求先前于2019年7月17日提交的美国临时专利申请第62/875,114号的权益，上述美国临时专利申请中的每一个的全部内容通过引用并入本文。
本公开内容总体上涉及成像系统和方法，并且更具体地，涉及用于检测姿势和障碍物中的至少之一的包括全光透镜系统的数字成像系统以及图像数据处理方法。
技术介绍
该部分提供与本公开内容相关的背景信息，其不一定是现有技术。机动车辆越来越多地配备有检测机动车辆周围的环境的传感器。例如，一些车辆包括在车辆静止时提供车辆附近的障碍物和/或其他对象的图像的成像系统。成像系统还被用于在机动车辆移动时检测该车辆附近的对象的存在和位置。由成像系统生成的信号和数据可以被机动车辆的其他系统使用，以为车辆进入和安全特征例如避免碰撞和停车辅助提供姿势识别。来自成像系统的数据还可以用于干预对车辆的控制。这样的成像系统可以利用具有固定焦距的主透镜，主透镜用于聚焦在距车辆设定距离的对象上并与传感器组件结合使用以捕获相应的成像。然而，由于这样的成像系统仅具有固定的焦距，因此较靠近车辆的对象可能仍会失焦或丢失细节。因此，仍然需要克服这些缺点的改进的成像系统及其操作方法。
技术实现思路
本部分提供了本公开内容的一般概要，而非其全部范围或其所有特征和优点的详尽公开。本公开内容的目的是提供解决并克服了上述缺点的数字成像系统和图像数据处理方法。因此，本公开内容的一方面在于提供一种用于检测姿势和障碍物中的至少之一的数字成像系统。该数字成像系统包括全光透镜系统，该全光透镜系统包括主透镜，该主透镜被配置成聚焦来自针对多个景深的视场的光并投影多个中间图像，多个中间图像中的每一个表示多个景深中的一个景深。该数字成像系统还包括图像传感器组件，该图像传感器组件以与主透镜间隔开的关系来设置，并且包括多个光传感器。另外，该全光透镜系统包括中间微透镜阵列，该中间微透镜阵列以与主透镜和图像传感器组件中的每一个间隔开的关系设置在主透镜与图像传感器组件之间，并且该中间微透镜阵列包括彼此相邻的多个中间微透镜。中间微透镜阵列将来自主透镜的多个中间图像聚焦到图像传感器组件上。多个中间微透镜中的每个中间微透镜从与多个微透镜中的与所述每个中间微透镜相邻的另一微透镜不同的视角将多个中间图像投影到图像传感器组件上。该数字成像系统还包括用于存储与多个中间图像相关联的图像数据的存储单元。此外，该数字成像系统包括控制单元，该控制单元耦接至图像传感器组件和存储单元，并被配置成使用图像传感器组件捕获与多个中间图像相关联的图像数据。控制单元还被配置成使用存储单元存储与多个中间图像相关联的图像数据，并使用表示多个中间图像的图像数据创建三维深度图。控制单元还计算对象在视场中的距离信息，并基于三维深度图和距离信息检测姿势和障碍物中的至少之一。根据另一方面，提供了一种用于检测姿势和障碍物中的至少之一的数字成像系统，该数字成像系统包括：包括主透镜的全光透镜系统，该主透镜被配置成聚焦来自针对多个景深的视场的光并投影多个中间图像，多个中间图像中的每一个表示多个景深中的一个景深；图像传感器组件，该图像传感器组件以与主透镜间隔开的关系设置，并且包括被配置成输出图像数据的多个光传感器；全光透镜系统包括中间微透镜阵列，该中间微透镜阵列以与主透镜和图像传感器组件间隔开的关系设置在主透镜与图像传感器组件之间，并且该中间微透镜阵列包括彼此相邻的多个中间微透镜，以将来自主透镜的多个中间图像聚焦到图像传感器组件上，其中，多个中间微透镜中的每个中间微透镜从与多个中间微透镜中的与所述每个中间微透镜相邻的另一中间微透镜不同的视角将多个中间图像投影到图像传感器组件上；以及控制单元，其耦接至图像传感器组件，并被配置成使用图像数据计算对象的多个表面在多个景深中的至少一个景深中的距离信息，以及基于距离信息检测姿势和障碍物中的至少之一。根据另一方面，提供了一种用于检测对象的距离的数字成像系统，该数字成像系统包括：包括主透镜的全光透镜系统，该主透镜被配置成聚焦来自针对多个景深的视场的光并且投影多个中间图像，多个中间图像中的每一个表示多个景深中的一个景深；图像传感器组件，其以与主透镜间隔开的关系设置，并且包括被配置成输出图像数据的多个光传感器；全光透镜系统包括中间微透镜阵列，该中间微透镜阵列以与主透镜和图像传感器组件间隔开的关系设置在主透镜与图像传感器组件之间，并且该中间微透镜阵列包括彼此相邻的多个中间微透镜，以将来自主透镜的多个中间图像聚焦到图像传感器组件上，其中，多个中间微透镜中的每个中间微透镜从与多个中间微透镜中的与所述每个中间微透镜相邻的另一中间微透镜不同的视角将多个中间图像投影到图像传感器组件上；以及控制单元，其耦接至图像传感器组件，并被配置成使用图像数据计算对象的多个表面在多个景深中的至少一个景深中的距离信息。该系统可以被配置成向车辆系统提供距离信息。在一方面，主透镜被配置成聚焦来自针对多个景深的视场的光并且投影多个中间图像，多个中间图像中的每一个表示多个景深中的一个景深，其中，多个光传感器被分组成多个传感器子阵列，并且其中，多个中间微透镜被分组成多个微透镜区块，多个微透镜区块中的每一个用于将来自主透镜的多个中间图像之一聚焦到多个传感器子阵列之一上。在一方面，主透镜包括彼此相邻并邻接的多个主微透镜，以同时聚焦来自多个景深的光并投影多个中间图像，其中，多个中间图像表示在多个景深处的多个视场部分。在一个方面，主透镜被设置成距中间微透镜阵列第一距离，并且第一距离大于多个主微透镜中的每一个的主焦距。在一方面，中间微透镜阵列被设置成距图像传感器组件第二距离，并且第二距离等于多个中间微透镜中的每一个的中间焦距。在一方面，多个主微透镜具有被选择成以彼此相等间隔的多个景深来投影多个中间图像的多个主焦距。在一方面，多个主微透镜具有被选择成以根据距主透镜的距离来选择的多个景深来投影多个中间图像的多个主焦距。在一方面，多个景深被配置成随着距主透镜的距离增加而变小。在一方面，多个景深被配置成随着距主透镜的距离增加而变大。在一方面，主透镜包括双折射透镜，双折射透镜包括可通过施加的电流移动的至少一个液晶层，以分别聚焦来自多个景深的光并顺序地投影多个中间图像，其中，多个中间图像表示在多个景深中的每个景深处的视场。在一方面，控制单元被配置成将施加的电流提供给至少一个液晶层，以在预定时间段上按顺序分别聚焦来自多个景深中的每个景深的光并投影多个中间图像。在一方面，控制单元还被配置成向车辆系统提供至少一个对象的位置和距离信息。根据本公开内容的另一方面，提供了一种用于使用数字成像系统来检测姿势和障碍物中的至少之一的方法。该方法中使用的数字成像系统包括主透镜和以与主透镜间隔开的关系设置的图像传感器组件以及中间微透镜阵列，该中间微透镜阵列以与主透镜和图像传感器中的每一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测作为姿势和障碍物中的至少之一的对象(3，3')的数字成像系统(20，120)，包括：/n包括主透镜(32)的全光透镜(32)系统，所述主透镜(32)被配置成聚焦来自针对多个景深的视场的光(99)，并投影多个中间图像(34，134)，所述多个中间图像(34，134)中的每一个表示所述多个景深中的一个景深；/n图像传感器组件(24，124)，其以与所述主透镜(32)间隔开的关系设置，并且包括被配置成输出图像数据的多个光传感器(30)；/n所述全光透镜(32)系统包括中间微透镜阵列(38，138)，所述中间微透镜阵列(38，138)以与所述主透镜(32)和所述图像传感器组件(24，124)间隔开的关系设置在所述主透镜(32)与所述图像传感器组件(24，124)之间，并且所述中间微透镜阵列(38，138)包括彼此相邻的多个中间微透镜(40)以将来自所述主透镜(32)的多个中间图像(34，134)聚焦到所述图像传感器组件(24，124)上，其中，所述多个中间微透镜(40)中的每个中间微透镜从与所述多个中间微透镜(40)中的与所述每个中间微透镜相邻的另一中间微透镜不同的视角将所述多个中间图像(34，134)投影到所述图像传感器组件(24，124)上；以及/n控制单元(28，128)，其耦接至所述图像传感器组件(24，124)，并被配置成使用所述图像数据计算所述对象(3，3')在所述多个景深中的至少一个景深中的距离(54，101)信息，并基于所述距离(54，101)信息检测姿势和障碍物中的至少之一。/n...

【技术特征摘要】
20181212 US 62/778,566;20190717 US 62/875,1141.一种用于检测作为姿势和障碍物中的至少之一的对象(3，3')的数字成像系统(20，120)，包括：
包括主透镜(32)的全光透镜(32)系统，所述主透镜(32)被配置成聚焦来自针对多个景深的视场的光(99)，并投影多个中间图像(34，134)，所述多个中间图像(34，134)中的每一个表示所述多个景深中的一个景深；
图像传感器组件(24，124)，其以与所述主透镜(32)间隔开的关系设置，并且包括被配置成输出图像数据的多个光传感器(30)；
所述全光透镜(32)系统包括中间微透镜阵列(38，138)，所述中间微透镜阵列(38，138)以与所述主透镜(32)和所述图像传感器组件(24，124)间隔开的关系设置在所述主透镜(32)与所述图像传感器组件(24，124)之间，并且所述中间微透镜阵列(38，138)包括彼此相邻的多个中间微透镜(40)以将来自所述主透镜(32)的多个中间图像(34，134)聚焦到所述图像传感器组件(24，124)上，其中，所述多个中间微透镜(40)中的每个中间微透镜从与所述多个中间微透镜(40)中的与所述每个中间微透镜相邻的另一中间微透镜不同的视角将所述多个中间图像(34，134)投影到所述图像传感器组件(24，124)上；以及
控制单元(28，128)，其耦接至所述图像传感器组件(24，124)，并被配置成使用所述图像数据计算所述对象(3，3')在所述多个景深中的至少一个景深中的距离(54，101)信息，并基于所述距离(54，101)信息检测姿势和障碍物中的至少之一。


2.根据权利要求1所述的数字成像系统，其中，所述控制单元还被配置成：使用表示所述多个中间图像的图像数据创建三维深度图；使用所述三维深度图计算在所述视场中的对象的多个表面距视点的距离信息；以及基于所述距离信息检测姿势和障碍物中的至少之一。


3.根据权利要求1或2所述的数字成像系统，其中，所述多个光传感器被分组成多个传感器子阵列(44)...

【专利技术属性】
技术研发人员：特拉扬·米乌，加布里埃莱·韦恩·萨巴蒂尼，
申请(专利权)人：麦格纳覆盖件有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA