深度测量系统及电子设备技术方案

本实用新型专利技术提供一种深度测量系统及电子设备，深度测量系统包括激光投影装置、第一成像装置、第二成像装置和处理器；激光投影装置用于向第一成像装置和第二成像装置的共有视场投射经编码的结构光图案光束，激光投影装置包括：激光发射器、驱动组件和投影组件，驱动组件用于驱动投影组件移动以改变投影组件与激光发射器之间的距离，使得激光投影装置投影的结构光图案光束的聚焦位置发生改变；第一成像装置用于获取共有视场的第一图像；第二成像装置用于获取共有视场的第二图像；处理器利用第一图像和第二图像根据双目视觉原理计算深度图像。该系统能实现在近距范围内和远距范围内都可以获得高质量的投影光束，并获得较高的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
深度测量系统及电子设备
本技术涉及光学测量
，尤其涉及一种深度测量系统及电子设备。
技术介绍
随着视觉传感器及计算机技术的飞速发展，机器视觉得到了广泛的应用，例如3D测量、3D物体重建等。目前广泛应用的3D测量系统基于的主要技术有TOF测距技术、结构光测距技术、双目测距技术等。双目测距技术是模拟人类双眼处理景物的方式，根据三角测量的原理，投影装置朝向目标区域投射散斑图案、条纹图案等，采用不同位置的两台相机拍摄同一景物，通过计算目标在两幅图像中的视差来得到该目标的三维空间坐标。在目前的技术中，由于技术上的局限性，投影装置大都具有固定的参数，投影距离将受到限制，导致难以在近距离和远距离全范围内拍摄到高质量的图像，从而使得深度相机的成像质量变差导致测量精度降低。因此，急需提出一种解决方案，能够调整投影光束使得同时满足近距离和远距离的高质量成像，以符合不同探测距离的需求。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本技术的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提出一种深度测量系统及电子设备，其能同时满足近距离和远距离的高质量成像，以符合不同探测距离的需求。本技术提出一种深度测量系统，包括激光投影装置、第一成像装置、第二成像装置和处理；所述激光投影装置用于向所述第一成像装置和所述第二成像装置的共有视场投射经编码的结构光图案光束，所述激光投影装置包括激光发射器、驱动组件和投影组件，所述驱动组件用于驱动所述投影组件移动以改变所述投影组件与所述激光发射器之间的距离，使得所述激光投影装置投影的结构光图案光束的聚焦位置发生改变；所述第一成像装置用于获取所述共有视场的第一图像；所述第二成像装置用于获取所述共有视场的第二图像；所述处理器利用所述第一图像和所述第二图像根据双目视觉原理计算深度图像。本技术还提供一种电子设备，包括如上所述的深度测量系统。本技术的有益效果：通过设置驱动组件调整激光发射器与投影组件之间的距离，从而改变激光投影装置投射出的光束的聚焦位置，以实现在近距范围内和远距范围内都可以获得高质量的投影光束，则在近距范围内和远距范围内都可以获得较高的测量精度。附图说明图1为本技术实施例的一种深度测量系统。图2为本技术实施例的激光投影装置的结构图。图3为本技术实施例的包含深度测量系统的电子设备示意图。具体实施方式为了使本技术实施例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仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。需要说明的是术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。图1所示是本技术实施例的一种深度测量系统的示意图，所述深度测量系统10包括激光投影装置11、第一成像装置12、第二成像装置13和处理器14，处理器14分别与激光投影装置11、第一成像装置12、第二成像装置13连接。第一成像装置12和第二成像装置13之间具有相对固定的空间关系，在空间上具有共有视场，一般地，配置第一成像装置12和第二成像装置13并列布置。在一个实施例中，激光投影装置11设置在第一成像装置12与第二成像装置13之间，并且设置在同一条直线上，保证激光投影装置11投影出的经编码的结构光图案光束完全覆盖到第一成像装置12和第二成像装置13的共有视场。第一成像装置12用于获取共有视场的第一图像；第二成像装置13用于获取共有视场的第二图像；处理器14利用第一图像和第二图像根据双目视觉原理计算深度图像。第一成像装置12和第二成像装置13可以同步地采集共有视场的图像。处理器14根据双目视觉原理以第一图像(也可以是第二图像)为主图像，利用匹配算法确定第二图像中与第一图像匹配的同一特征点，计算该特征点在两幅图像中的视差，根据视差计算得到该特征点的深度值。在一个实施例中，第一成像装置12以及第二成像装置13可以是相同的红外成像装置，具体的可包括阵列式图像传感器、接收光学元件以及滤光片。其中，阵列式图像传感器可以是CCD(Charge-coupledDevice,电荷耦合元件)或CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)，接收光学元件将从目标反射的光束引导到传感器上进而转化为可处理的数字信号。滤光片被配置为仅允许激光投射装置11所发射波长的激光通过，而滤除其他波长的光以及背景光。如图2所示，是本技术实施例的激光投影装置的结构图，激光投影装置根据投影的结构光图案不同，其结构也不同，在一个实施例中，激光投影装置11用于投影出具有离散斑点的图案光束，激光投影装置11包括激光发射器21、驱动组件23和投影组件22。激光发射器21用于发射不可见的红外激光，可以是发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、边发射激光器(EEL)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)等，也可以是由多个光源组成的一维或二维光源阵列，优选地，激光发射器21是在单块半导体基底上生成多个VCSEL光源以形成的VCSEL阵列光源芯片。投影组件22包括准直透镜221和衍射光学元件222，准直透镜221设置在距离激光发射器21更近的一侧，衍射光学元件222设置在距离激光发射器21更远的一侧。在一些实施例中，准直透镜和衍射光学元件也可以分别单独设置。由于激光发射器21发出的光束具有一定的发散角，因而需要利用准直透镜221进行准直以发射出聚焦的光束，准直光束经过衍射光学元件222后被扩束成多束光束，并在空间中形成离散的斑点图案。驱动组件23用于驱动投影组件22移动以改变投影组件22与激光发射器21之间的距离，以使得激光投影装置11投射到共有视场的结构光图案光束的聚焦位置发生改变。在一个实施例中，驱动组件23包括磁性组件和线圈组件；其中线圈组件设置在投影组件22上，线圈组件通电后与磁性组件相互作用以驱动投影组件沿平行于结构光图案光束的出射方向移动。需要指出的是，在现有技术中，激光投影装置中的准直透镜焦距固定，经过准直透镜准直后聚焦的光束投影到共有视场中的距离固定，即光束的聚焦位置固定，难以实现在测量范围内近距离处和远距离处同时投影出高质量的投影光束，而无法同时实现近距和远距的高精度测量。例如，设定准直透镜的焦距使得投影光束的聚焦位置在相对较近的距离处，则远距离处的目标上难以投影出高质量的投影光束；相对的，若使得投影光束的聚焦位置在相对较远的距离处，则近距离处的目标难以投影出高质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深度测量系统，其特征在于，包括激光投影装置、第一成像装置、第二成像装置和处理器；/n所述激光投影装置用于向所述第一成像装置和所述第二成像装置的共有视场投射经编码的结构光图案光束；/n所述激光投影装置包括激光发射器、驱动组件和投影组件，所述驱动组件用于驱动所述投影组件移动以改变所述投影组件与所述激光发射器之间的距离，使得所述激光投影装置投影的结构光图案光束的聚焦位置发生改变；/n所述第一成像装置用于获取所述共有视场的第一图像；/n所述第二成像装置用于获取所述共有视场的第二图像；/n所述处理器利用所述第一图像和所述第二图像根据双目视觉原理计算深度图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种深度测量系统，其特征在于，包括激光投影装置、第一成像装置、第二成像装置和处理器；
所述激光投影装置用于向所述第一成像装置和所述第二成像装置的共有视场投射经编码的结构光图案光束；
所述激光投影装置包括激光发射器、驱动组件和投影组件，所述驱动组件用于驱动所述投影组件移动以改变所述投影组件与所述激光发射器之间的距离，使得所述激光投影装置投影的结构光图案光束的聚焦位置发生改变；
所述第一成像装置用于获取所述共有视场的第一图像；
所述第二成像装置用于获取所述共有视场的第二图像；
所述处理器利用所述第一图像和所述第二图像根据双目视觉原理计算深度图像。


2.如权利要求1所述的深度测量系统，其特征在于，所述激光发射器包括红外激光发射器。


3.如权利要求1所述的深度测量系统，其特征在于，所述激光发射器包括发光二极管、激光二极管、边发射激光器、垂直腔面发射激光器中的一种。


4.如权利要求1所述的深度测量系统，其特征在于，所述激光发射器包括单光源或多光源，所述多光源包括一维或二维光源阵列。


5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄杰凡，
申请(专利权)人：奥比中光科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44