RGBD立体相机及成像方法技术

本发明专利技术提供一种RGBD立体相机及成像方法，RGBD立体相机包括：镜头、第一分光模组、RGB成像模组、第二分光模组、多个TOF成像模组和时序控制模块；RGB成像模组，用于根据入射的第二光束，获取目标对象的彩色信息；TOF成像模组，用于根据入射的第四光束，获取目标对象的深度信息；时序控制模块，与RGB成像模组和TOF成像模组连接，用于控制各TOF成像模组以目标时序交替输出目标对象的深度信息；时序控制模块，还用于基于目标对象的彩色信息和每一深度信息，获取RGBD图像。本发明专利技术提供的RGBD立体相机及成像方法能够同时获取高分辨率、高帧率的RGBD图像。像。像。

【技术实现步骤摘要】
RGBD立体相机及成像方法


[0001]本专利技术涉及光学成像
，尤其涉及一种RGBD立体相机及成像方法。

技术介绍

[0002]RGBD立体相机包含了三维信息和色彩信息，因此与传统的二维彩色相机或深度相机相比，可以为各种后端开发提供更多维度的数据输入，具有更重要的应用价值。随着人工智能、机器视觉技术的蓬勃发展，RGBD立体相机必然成为一种不可或缺的信息获取基础设备，在工业制造、自动驾驶以及军事导航等领域都有着广阔的应用前景。
[0003]当相机具有高分辨率时，所获取的每张图像的数据量十分庞大，在传输接口能够传输的数据带宽有限的情况下，在单位时间内能传输的图像数量会变少，即帧率降低。
[0004]现有技术中，基于光栅结构光的深度相机测量方案具有精度高的优势，然而其帧率很低，一般不大于5fps。基于TOF(Time of Flight)的立体相机测量方案虽然精度较低，但是其帧率较高，最高可达到30fps帧率。然而，对比于传统二维彩色相机，在相同分辨率下，TOF立体相机的帧率远低于二维彩色相机。由此可见，现有技术无法实现高分辨率、高帧率的三维信息和色彩信息同步获取。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种RGBD立体相机及成像方法，用以解决现有技术中无法实现高分辨率、高帧率的三维信息和色彩信息同步获取的缺陷，实现在帧率不变的情况下提升RGBD图像的帧率。
[0006]本专利技术提供一种RGBD立体相机，包括：镜头、第一分光模组、RGB成像模组、第二分光模组、多个TOF成像模组和时序控制模块；
[0007]所述第一分光模组，用于将通过所述镜头入射的第一光束分为第二光束和第三光束；
[0008]所述RGB成像模组，用于根据入射的所述第二光束，获取所述目标对象的彩色信息；
[0009]所述第二分光模组，用于将所述第三光束分为多束第四光束，并将每一束所述第四光束分别投射至对应的所述TOF成像模组；
[0010]所述TOF成像模组，用于根据入射的所述第四光束，获取所述目标对象的深度信息；
[0011]所述时序控制模块，与所述RGB成像模组和所述TOF成像模组连接，用于控制各所述TOF成像模组以目标时序交替输出所述目标对象的深度信息；
[0012]所述时序控制模块，还用于基于所述目标对象的所述彩色信息和每一所述深度信息，获取RGBD图像；
[0013]其中，所述第一光束为所述目标对象反射的、通过所述镜头入射的光束，所述第二光束为所述第一光束中的可见光，所述第三光束为所述第一光束中的激光，所述第四光束
的个数与所述TOF成像模组的个数一致。
[0014]根据本专利技术提供一种的RGBD立体相机，所述第一分光模组包括二向色镜。
[0015]根据本专利技术提供的一种RGBD立体相机，所述TOF成像模组的数量为两个。
[0016]根据本专利技术提供的一种RGBD立体相机，所述TOF成像模组包括：TOF成像镜头和TOF传感芯片。
[0017]根据本专利技术提供的一种RGBD立体相机，所述第二分光模组包括若干个分光镜。
[0018]根据本专利技术提供的一种RGBD立体相机，所述目标时序为等间隔的时间顺序。
[0019]根据本专利技术提供的一种RGBD立体相机，还包括激光发射模块；
[0020]所述激光发射模块，用于生成第五光束，并投射至所述目标对象。
[0021]本专利技术还提供一种RGBD立体相机的成像方法，包括：
[0022]第一分光模组将通过镜头入射的第一光束分为第二光束和第三光束，以使得第二分光模组将所述第三光束分为多束第四光束，并将每一束所述第四光束分别投射至对应的TOF成像模组；
[0023]RGB成像模组基于入射的第二光束，获取目标对象的彩色信息，并且时序控制模块控制各TOF成像模组以目标时序，交替基于入射的第四光束，输出所述目标对象的深度信息；
[0024]所述时序控制模块基于所述目标对象的所述彩色信息和每一所述深度信息，获取所述RGBD图像；
[0025]其中，所述第一光束为所述目标对象反射的、通过所述镜头入射的光束，所述第二光束为所述第一光束中的可见光，所述第三光束为所述第一光束中的激光，所述第四光束的个数与所述TOF成像模组以及所述深度信息的数量一致。
[0026]根据本专利技术提供的一种RGBD立体相机的成像方法，基于所述目标对象的所述彩色信息和所述深度信息，获取所述RGBD图像，包括：
[0027]基于所述目标对象的所述深度信息、所述彩色信息以及目标映射关系进行图像融合，获取所述RGBD图像；
[0028]其中，所述目标映射关系为目标对象在所述RGB成像模组和所述TOF成像模组之间的像素坐标对应关系。
[0029]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述成像方法的步骤。
[0030]本专利技术提供的RGBD立体相机及成像方法，基于采用多个TOF成像模组在周期时间内以目标时序对同一目标进行交替测量，将得到的多组深度信息进行时域补充融合，获取帧率增大的深度信息，并依次将每一组深度信息与色彩信息进行融合，在周期时间内获取数量与TOF成像模组个数一致的RGBD图像，能够同时获取高分辨率、高帧率的RGBD图像。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
[0032]图1是本专利技术提供的RGBD立体相机的结构示意图之一；
[0033]图2是本专利技术提供的RGBD立体相机的结构示意图之二；
[0034]图3是本专利技术提供的RGBD立体相机的成像方法的流程示意图；
[0035]图4是本专利技术提供的TOF成像模组接收的激光与发射的激光之间的关系示意图；
[0036]图5是本专利技术提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0037]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]图1是本专利技术提供的RGBD立体相机的结构示意图之一。如图1所示，本专利技术实施例提供的RGBD立体相机，包括：镜头110、第一分光模组120、RGB成像模组130、第二分光模组140、多个TOF成像模组150和时序控制模块160。
[0039]可以理解的是，图1中的标有箭头的虚线并不代表模块间的连接关系，仅表示具有方向的光路，而无箭头的实线表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种RGBD立体相机，其特征在于，包括：镜头、第一分光模组、RGB成像模组、第二分光模组、多个TOF成像模组和时序控制模块；所述第一分光模组，用于将通过所述镜头入射的第一光束分为第二光束和第三光束；所述RGB成像模组，用于根据入射的所述第二光束，获取所述目标对象的彩色信息；所述第二分光模组，用于将所述第三光束分为多束第四光束，并将每一束所述第四光束分别投射至对应的所述TOF成像模组；所述TOF成像模组，用于根据入射的所述第四光束，获取所述目标对象的深度信息；所述时序控制模块，与所述RGB成像模组和所述TOF成像模组连接，用于控制各所述TOF成像模组以目标时序交替输出所述目标对象的深度信息；所述时序控制模块，还用于基于所述目标对象的所述彩色信息和每一所述深度信息，获取RGBD图像；其中，所述第一光束为所述目标对象反射的、通过所述镜头入射的光束，所述第二光束为所述第一光束中的可见光，所述第三光束为所述第一光束中的激光，所述第四光束的个数与所述TOF成像模组的个数一致。2.根据权利要求1所述的RGBD立体相机，其特征在于，所述第一分光模组包括二向色镜。3.根据权利要求1所述的RGBD立体相机，其特征在于，所述TOF成像模组的数量为两个、三个或者四个。4.根据权利要求1所述的RGBD立体相机，其特征在于，所述TOF成像模组包括：TOF成像镜头和TOF传感芯片。5.根据权利要求1所述的RGBD立体相机，其特征在于，所述第二分光模组包括若干个分光镜。6.根据权利要求1所述的RGBD立体相机，其特征在于，所述目标时序为等间隔的时间顺序。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：林霄，陈泽，周家明，
申请(专利权)人：盛景智能科技嘉兴有限公司，
类型：发明
国别省市：