一种结构光成像装置、方法、介质及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种结构光成像装置、方法、介质及电子设备。结构光成像装置包括测距模块、第一发射端、第二发射端、发射控制模块、接收端、图像采集模块和图像处理模块。测距模块用于获取结构光成像装置与目标物体的距离，第一发射端用于在发射控制模块的控制下发出第一结构光，第二发射端用于在发射控制模块的控制下发出第二结构光，接收端用于获取第一散斑图和/或第二散斑图，图像采集模块用于获取目标物体的图像，图像处理模块用于获取目标物体的深度图像。所述结构光成像装置能够实现远距离和近距离场景下的3D成像。和近距离场景下的3D成像。和近距离场景下的3D成像。

【技术实现步骤摘要】
一种结构光成像装置、方法、介质及电子设备


[0001]本专利技术属于摄影装置领域，涉及一种成像装置，特别是涉及一种结构光成像装置、方法、介质及电子设备。

技术介绍

[0002]近年来，3D成像在工业和消费者应用中变得重要，技术人员利用3D成像技术研发出的三维扫描仪、3D相机等设备广泛应用于各行各业。具有3D成像功能的机器视觉系统可以更快、更准确地检查生产现场的组件。在消费者领域，3D成像为媒体提供更大的图像深度。
[0003]在现有的3D成像技术中，结构光成像方法具有功耗更小、技术更成熟、更适合静态场景等特点，因而得到了广泛应用。然而，专利技术人在实际应用中发现，现有的结构光成像方法主要应用于近距离成像场景，而在远距离场景中，例如：体感游戏、手势识别等，现有的结构光成像方案很难实现精确的3D成像。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种结构光成像装置、方法、介质及电子设备，用于解决现有结构光成像技术在远距离场景中难以实现精确的3D成像的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术的第一方面提供一种结构光成像装置，用于获取目标物体的深度图像，所述结构光成像装置包括测距模块、第一发射端、第二发射端、发射控制模块、接收端、图像采集模块和图像处理模块；所述测距模块与所述发射控制模块相连，用于获取所述结构光成像装置与所述目标物体的距离；所述第一发射端与所述发射控制模块相连，用于在所述发射控制模块的控制下发出第一结构光，所述第一结构光到达所述目标物体后产生第一散斑图；所述第二发射端与所述发射控制模块相连，用于在所述发射控制模块的控制下发出第二结构光，所述第二结构光到达所述目标物体后产生第二散斑图；其中，所述第二发射端的放大倍率小于所述第一发射端的放大倍率；所述发射控制模块用于在所述结构光成像装置与所述目标物体的距离小于一距离阈值时控制所述第一发射端发出所述第一结构光，并用于在所述结构光成像装置与所述目标物体的距离大于所述距离阈值时控制所述第二发射端发出所述第二结构光；所述接收端用于获取所述第一散斑图和/或所述第二散斑图；所述图像采集模块用于获取所述目标物体的图像；所述图像处理模块与所述接收端和所述图像采集模块相连，用于根据所述目标物体的图像，以及所述第一散斑图和/或所述第二散斑图获取所述目标物体的深度图像。
[0006]于所述第一方面的一实施例中，所述第一发射端包括：激光发射器，包括多个发光点，用于发出激光；准直器，设置于所述激光发射器与所述目标物体之间，用于对所述激光进行准直；衍射光学元件，设置于所述准直器与所述目标物体之间，用于对准直后的激光进行处理以得到所述第一结构光。
[0007]于所述第一方面的一实施例中，所述图像处理模块包括：深度信息获取单元，与所述接收端相连，用于根据所述第一散斑图中的散斑点密度和/或所述第二散斑图中的散斑点密度获取所述目标物体的深度信息；深度图像生成单元，与所述深度信息获取单元和所述图像采集模块相连，用于根据所述目标物体的深度信息和所述目标物体的图像获取所述目标物体的深度图像。
[0008]于所述第一方面的一实施例中，所述发射控制模块根据所述激光发射器中发光点的尺寸、相邻发光点之间的距离和所述准直器的焦距获取所述距离阈值。
[0009]于所述第一方面的一实施例中，所述接收端的视场角θ1、所述图像采集模块的视场角θ2、所述第一发射端的视场角θ
3,1
以及所述第二发射端的视场角θ
3,2
满足以下条件：θ2≥θ1，θ
3,1
≥θ1，θ
3,2
≥θ1，且其中，D为所述结构光成像装置与所述目标物体的距离，d1为所述第一发射端与所述接收端之间的基线距离，d2为所述第二发射端与所述接收端之间的基线距离。
[0010]于所述第一方面的一实施例中，所述接收端包括第一接收单元和第二接收单元。
[0011]于所述第一方面的一实施例中，所述接收端与所述图像采集模块共用同一镜头；所述结构光成像装置还包括一分光棱镜，用于对透过所述镜头的光线进行分光，以获取到达所述接收端的第一光线以及到达所述图像采集模块的第二光线。
[0012]本专利技术的第二方面提供一种电子设备，包括本专利技术第一方面任一项所述的结构光成像装置。
[0013]本专利技术的第三方面提供一种结构光成像方法，应用于本专利技术第一方面任一项所述的结构光成像装置，所述结构光成像方法包括：获取所述结构光成像装置与所述目标物体的距离；当所述结构光成像装置与所述目标物体的距离小于所述距离阈值时，利用所述第一发射端发出所述第一结构光；否则，利用所述第二发射端发出所述第二结构光；利用所述接收端获取所述第一散斑图和/或所述第二散斑图；利用所述图像采集模块获取所述目标物体的图像；根据所述目标物体的图像，以及所述第一散斑图和/或所述第二散斑图获取所述目标物体的深度图像。
[0014]本专利技术的第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本专利技术第三方面所述的结构光成像方法。
[0015]如上所述，本专利技术所述结构光成像装置、方法、介质及电子设备的一个技术方案具有以下有益效果：
[0016]所述结构光成像装置包括第一发射端和第二发射端，其中所述第二发射端的放大倍率小于所述第一发射端的放大倍率。基于此，所述发射控制模块根据所述结构光成像装置与所述目标物体的距离选择匹配的发射端(第一发射端和/或第二发射端)发出结构光，具体地：当所述结构光成像装置与所述目标物体的距离较小时，选取放大倍率较大的第一发射端发出结构光；当所述结构光成像装置与所述目标物体的距离较大时，选取放大倍率较小的第一发射端发出结构光，从而保证所述目标物体上的散斑点始终满足成像要求。因此，本专利技术所述结构光成像装置能够同时适用于远距离场景以及近距离场景的3D成像。
附图说明
[0017]图1A显示为现有结构光成像装置的结构示意图。
[0018]图1B和图1C显示为现有结构光成像装置在不同距离时获取的散斑图。
[0019]图2A显示为本专利技术所述结构光成像装置于一具体实施例中的结构示意图。
[0020]图2B显示为本专利技术所述构光成像装置于一具体实施例中获取的散斑图。
[0021]图2C和图2D显示为本专利技术所述结构光成像装置于一具体实施例中在不同距离时的工作示意图。
[0022]图3A显示为本专利技术所述结构光成像装置于一具体实施例中第一发射端的结构示意图。
[0023]图3B显示为本专利技术所述结构光成像装置于一具体实施例中发光点的示例图。
[0024]图3C显示为本专利技术所述结构光成像装置于一具体实施例中采用的散斑示例图。
[0025]图4显示为本专利技术所述结构光成像装置于一具体实施例中图像处理模块的结构示意图。
[0026]图5显示为本专利技术所述结构光成像装置于一具体实施例中相关参数的示意图。
[0027]图6A显示为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构光成像装置，其特征在于，用于获取目标物体的深度图像，所述结构光成像装置包括测距模块、第一发射端、第二发射端、发射控制模块、接收端、图像采集模块和图像处理模块；所述测距模块与所述发射控制模块相连，用于获取所述结构光成像装置与所述目标物体的距离；所述第一发射端与所述发射控制模块相连，用于在所述发射控制模块的控制下发出第一结构光，所述第一结构光到达所述目标物体后产生第一散斑图；所述第二发射端与所述发射控制模块相连，用于在所述发射控制模块的控制下发出第二结构光，所述第二结构光到达所述目标物体后产生第二散斑图；其中，所述第二发射端的放大倍率小于所述第一发射端的放大倍率；所述发射控制模块用于在所述结构光成像装置与所述目标物体的距离小于一距离阈值时控制所述第一发射端发出所述第一结构光，并用于在所述结构光成像装置与所述目标物体的距离大于所述距离阈值时控制所述第二发射端发出所述第二结构光；所述接收端用于获取所述第一散斑图和/或所述第二散斑图；所述图像采集模块用于获取所述目标物体的图像；所述图像处理模块与所述接收端和所述图像采集模块相连，用于根据所述目标物体的图像，以及所述第一散斑图和/或所述第二散斑图获取所述目标物体的深度图像。2.根据权利要求1所述的结构光成像装置，其特征在于，所述第一发射端包括：激光发射器，包括多个发光点，用于发出激光；准直器，设置于所述激光发射器与所述目标物体之间，用于对所述激光进行准直；衍射光学元件，设置于所述准直器与所述目标物体之间，用于对准直后的激光进行处理以得到所述第一结构光。3.根据权利要求2所述的结构光成像装置，其特征在于，所述图像处理模块包括：深度信息获取单元，与所述接收端相连，用于根据所述第一散斑图中的散斑点密度和/或所述第二散斑图中的散斑点密度获取所述目标物体的深度信息；深度图像生成单元，与所述深度信息获取单元和所述图像采集模块相连，用于根据所述目标物体的深度信息和所述目标物体的图像获取所述目标物体的深度图像。4.根据权利要求2所述的结构光成像装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗亮，韩江，刘志伟，李美炉，倪强，
申请(专利权)人：瑞芯微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：