一种激光散斑时空编码投射ToF深度感知方法及装置制造方法及图纸

本公开揭示了一种激光散斑时空编码投射ToF深度感知方法，包括：S100：向待测目标物投射以单一频率调制波调制的带有相位调制信息的散斑时空编码图案；S200：通过相移法同步采集散斑时空编码图案，获得具有单一频率的多幅相移散斑图像；S300：对相移散斑图像进行单频深度解码，以获得待测目标物的深度信息。本发明专利技术还揭示了一种激光散斑时空编码投射ToF深度感知装置，包括投射模块、采集模块和单频深度解码模块。本公开基于单一工作频率、融合单目结构光和ToF相移法进行深度测距，能够准确获得待测目标物的深度信息。得待测目标物的深度信息。得待测目标物的深度信息。

【技术实现步骤摘要】
一种激光散斑时空编码投射ToF深度感知方法及装置


[0001]本公开属于深度传感器、机器视觉、激光散斑和ToF
，具体涉及一种激光散斑时空编码投射ToF深度感知方法及装置。

技术介绍

[0002]视觉技术代表机器的眼睛，机器视觉将使得机器人智能化变成现实。当前物理世界是个三维世界，机器视觉不仅需要能感知物体表面的亮度、颜色、纹理信息，运动情况，而且还需要能判断其形状、空间及空间位置(深度、距离)，对机器视觉来说3D视觉必要的。为了使机器人能够胜任更复杂的工作，需要3D视觉来感知周围的三维环境。
[0003]3D视觉感知技术大致可分为被动式和主动式。传统的双目立体视觉测距是一种被动式测距方法，其受环境光影响大、立体匹配过程复杂。主动式测距方法主要有结构光编码测距和ToF(飞行时间)测距两种方法。结构光编码测距法本质上属于激光三角测距，随着距离的增加，测距精度会急剧下降，比较适合近距离高精度测距。ToF深度相机通过计算发射激光的飞行时间获取对应像素的深度信息，一种是DToF(直接测量飞行时间)、另一种是IToF(间接ToF，通过相移法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光散斑时空编码投射ToF深度感知方法，包括如下步骤：S100：向待测目标物投射以单一频率调制波调制的带有相位调制信息的散斑时空编码图案；S200：通过相移法同步采集散斑时空编码图案，获得具有单一频率的多幅相移散斑图像；S300：对多幅相移散斑图像进行单频深度解码，以获得待测目标物的深度信息。2.根据权利要求1所述的方法，其中，优选的，步骤S300包括如下步骤：S301：计算相移散斑图像散斑点中心对应的初步深度值d；S302：计算相移散斑图像散斑点中心的相位差并基于相位差计算单一频率调制波不同周期数对应的深度值d
’
；S303：基于初步深度值d和深度值d
’
获得相移散斑图像散斑点中心的最终深度值d”，最终深度值d”即为待测目标物的深度值。3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤S301中，根据下式计算初步深度值d：其中，d
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为参考相移散斑图像的已知距离，Δx为预处理后的相移散斑图像与预处理后的已知距离的参考相移散斑图像进行块匹配视差计算得到最优匹配块对应的视差值，S为ToF接收摄像头与激光散斑时空编码投射器的基线距离，f为ToF接收摄像头的焦距，μ为ToF接收摄像头图像传感器的点距。4.根据权利要求3所述的方法，其中，相移散斑图像和参考相移散斑图像根据以下方式进行预处理：a、求出相移散斑图像和参考相移散斑图像中每个像素点对应的振幅或置信度；b、采用振幅或置信度作为待预处理的相移散斑图像和参考相移散斑图像的像素值，并生成预处理后的相移散斑图像和参考相移散斑图像。5.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤S302中，根据下式计算深度值d
’
：其中，c为光速，f
m
为激光调制频率，π为圆周率，为散斑点所在像素对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：周艳辉，葛晨阳，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：