一种主动对准方法、线阵投射模组及深度相机技术

本申请提供了一种主动对准方法、线阵投射模组及深度相机。其中，主动对准方法包括：获取光发射组件与光调制组件预设的相对位置；根据预设的相对位置移动光发射组件和/或光调制组件以使光发射组件与光调制组件当前的相对位置符合预设的相对位置；控制光发射组件发光以获取光调制组件投射出的线阵光场图像；将线阵光场图像与符合预设规格的预设线阵光场图像进行对比，并根据对比结果移动光发射组件和/或光调制组件以使线阵光场图像符合预设规格(在线阵光场图像符合预设规格的情况下，光发射组件与光调制组件之间的主动对准完成)。本申请弥补了相关技术中对线阵投射模组进行主动对准的空白，同时具有较高的效率、较低的成本，适合大规模推广。适合大规模推广。适合大规模推广。

【技术实现步骤摘要】
一种主动对准方法、线阵投射模组及深度相机


[0001]本申请涉及光学成像
，尤其涉及一种主动对准方法、线阵投射模组及深度相机。

技术介绍

[0002]深度相机是一种获取目标物体的深度值信息并据此生成目标物体的深度图像的设备，其核心组成部分包括光投射模组、光接收模组和数据处理芯片，其中，光投射模组向目标物体投射泛光光束或散斑图案光束，光接收模组接收经目标物体反射的泛光光束并输出图像数据，数据处理芯片接收图像数据进行处理生成目标物体的深度图像。对于深度相机而言，其可以基于各种3D(3
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Dimension，三维)传感技术实现，比如激光雷达技术、双目技术、结构光技术和TOF(Time of Flight，飞行时间)技术等，其中尤以TOF技术为甚。
[0003]相关技术中，基于TOF技术的光投射模组通常包括光源以及设置于光源出射光路上的衍射光学器件，其中，光源发射的光束经过衍射光学器件的调制后会被投射至目标物体以形成相应的泛光光场或散斑图案光场。目前，基于TOF技术的光投射模组虽然比较成熟，但是却仍然存在许多弊端：第一，经衍射光学器件投射的泛光光束或散斑图案光束难以达到超广角视场的效果，即使能够达到，制造成本也较高；第二，TOF技术存在一个多路径效应，该多路径效应会对目标物体深度值信息的获取精度造成影响。试想一下，如果扩大衍射光学器件投射的光束在水平方向上的视场角并且不改变其在垂直方向上的视场角，那么衍射光学器件投射的光束便会呈现出“一条长度较长的线”的形式，我们称这种光束为线状光束，并且将能够投射出一条/多条线状光束的光投射模组称为线阵投射模组，这样不仅可以获得超广角视场的效果，还可以有效地降低多路径效应对目标物体深度值信息的获取精度所造成的影响。众所周知，不管是何种类型的光投射模组，其在制造过程中都需要进行光源与衍射光学器件的主动对准，但是目前还没有针对线阵投射模组的主动对准方案。
[0004]因此，有必要对上述线阵投射模组的主动对准方案进行设计。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种主动对准方法、线阵投射模组及深度相机，旨在弥补相关技术中对线阵投射模组进行主动对准的空白。
[0006]为了解决上述技术问题，本申请实施例第一方面提供了一种主动对准方法，应用于制造线阵投射模组的装调设备，线阵投射模组包括光发射组件和光调制组件，其中，光调制组件用于对光发射组件发射的光束进行调制以投射至目标区域形成相应的线阵光场，线阵光场包括多条线状光场，多条线状光场呈直线阵列排布；所述主动对准方法包括：获取光发射组件与光调制组件预设的相对位置；根据预设的相对位置移动光发射组件和/或光调制组件以使光发射组件与光调制组件当前的相对位置符合预设的相对位置；控制光发射组件发光以获取光调制组件投射出的线阵光场图像；将线阵光场图像与符合预设规格的预设线阵光场图像进行对比，并根据对比结果移动光发射组件和/或光调制组件以使线阵光场
图像符合预设规格。
[0007]本申请实施例第二方面提供了一种基于本申请实施例第一方面所述的主动对准方法制造的线阵投射模组，包括光发射组件和光调制组件，其中，光调制组件用于对光发射组件发射的光束进行调制以投射至目标区域形成相应的线阵光场，线阵光场包括多条线状光场，多条线状光场呈直线阵列排布。
[0008]本申请实施例第三方面提供了一种深度相机，包括发射器、采集器以及控制与处理器，控制与处理器用于：控制发射器向目标区域投射线状光束，其中，发射器包括本申请实施例第二方面所述的线阵投射模组；控制采集器接收经目标区域反射的线状光束并据此生成目标区域的深度图像。
[0009]从上述描述可知，与相关技术相比，本申请的有益效果在于：
[0010]获取光发射组件与光调制组件预设的相对位置；根据预设的相对位置移动光发射组件和/或光调制组件以使光发射组件与光调制组件当前的相对位置符合预设的相对位置；控制光发射组件发光以获取光调制组件投射出的线阵光场图像；将线阵光场图像与符合预设规格的预设线阵光场图像进行对比，并根据对比结果移动光发射组件和/或光调制组件以使线阵光场图像符合预设规格(在线阵光场图像符合预设规格的情况下，光发射组件与光调制组件之间的主动对准完成)。由此可见，本申请提供了一种制造线阵投射模组时的主动对准方案，能够弥补相关技术中对线阵投射模组进行主动对准的空白，并且此主动对准方案还具有较高的效率、较低的成本，适合大规模推广。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明相关技术或本申请实施例中的技术方案，下面将对相关技术或本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，而并非是全部实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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。
[0012]图1为常规深度相机的原理示意图；
[0013]图2为本申请实施例提供的线阵光场的示意图；
[0014]图3为本申请实施例提供的光发射模组中光源阵列的示意图；
[0015]图4为本申请实施例提供的主动对准方法的原理示意图；
[0016]图5为本申请实施例提供的主动对准方法的流程示意图；
[0017]图6为本申请实施例提供的图5中步骤504的流程示意图；
[0018]图7为本申请实施例提供的线阵投射模组的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本申请的目的、技术方案以及优点更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例以及相应的附图，对本申请进行清楚、完整地描述，其中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。应当理解的是，下面所描述的本申请的各个实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，也即基于本申请的各个实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，下面所描述的本申请的各个实施例中所涉及的技术特征
只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0020]图1为常规深度相机的原理示意图。常规深度相机10包括发射器11、采集器12以及连接于发射器11与采集器12的控制与处理电路13，其中，发射器11用于向目标物体20连续发射时序上振幅被调制的发射光束30，至少部分发射光束30经过目标物体20上的目标点反射形成反射光束40，反射光束40中的至少部分光束被采集器12接收并生成电信号，控制与处理电路13同步发射器11与采集器12的触发信号，并接收电信号进行处理计算出反射光束40相对发射光束30的飞行时间，进一步根据飞行时间计算出目标物体20的深度信息。
[0021]具体地，发射器11包括光源111、发射光学元件112及驱动器113等。光源111可以是发光二极管(LED)、边发射激光器(EEL)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)等单个光源，也可以是在单块半导体基底上生成多个VCSEL光源所形成的VCSEL阵列光源芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动对准方法，其特征在于，应用于制造线阵投射模组的装调设备，所述线阵投射模组包括光发射组件和光调制组件，其中，所述光调制组件用于对所述光发射组件发射的光束进行调制以投射至目标区域形成相应的线阵光场，所述线阵光场包括多条线状光场，所述多条线状光场呈直线阵列排布；所述主动对准方法包括：获取所述光发射组件与所述光调制组件预设的相对位置；根据所述预设的相对位置移动所述光发射组件和/或所述光调制组件以使所述光发射组件与所述光调制组件当前的相对位置符合所述预设的相对位置；控制所述光发射组件发光以获取所述光调制组件投射出的线阵光场图像；将所述线阵光场图像与符合预设规格的预设线阵光场图像进行对比，并根据对比结果移动所述光发射组件和/或所述光调制组件以使所述线阵光场图像符合所述预设规格。2.如权利要求1所述的主动对准方法，其特征在于，所述获取所述光发射组件与所述光调制组件预设的相对位置，包括：根据所述线阵投射模组的设计图纸获取所述光发射组件与所述光调制组件预设的相对位置；其中，所述预设的相对位置指示所述光发射组件的光轴与所述光调制组件的光轴相对应。3.如权利要求1所述的主动对准方法，其特征在于，所述光发射组件及所述光调制组件的移动参照包括x轴、y轴和z轴，其中，所述x轴沿所述线阵光场的长度方向延伸，所述y轴沿所述线阵光场的宽度方向延伸，所述z轴沿所述线阵投射模组指向所述目标区域的方向延伸且垂直于所述x轴和所述y轴；所述根据对比结果移动所述光发射组件和/或所述光调制组件以使所述线阵光场图像符合所述预设规格，包括：根据对比结果移动所述光发射组件和/或所述光调制组件以使所述线阵光场图像中所述线状光场的数量符合预设数量；根据对比结果移动所述光发射组件和/或所述光调制组件以使所述线阵光场图像中每条所述线状光场的宽度均符合预设宽度；根据对比结果移动所述光发射组件和/或所述光调制组件以使所述线阵光场图像中位于第一中心对称轴两侧的各所述线状光场相互对称；其中，所述第一中心对称轴为沿所述x轴方向的中心对称轴；根据对比结果移动所述光发射组件和/或所述光调制组件以使所述线阵光场图像中位于第二中心对称轴两侧的区域的像素能量分布相互对称；其中，所述第二中心对称轴为沿所述y轴方向的中心对称轴，所述像素能量分布用于表示所述线阵光场的光场能量分布。4.如权利要求3所述的主动对准方法，其特征在于，所述根据对比结果移动所述光发射组件和/或所述光调制组件以使所述线阵光场图像中所述线状光场的数量符合预设数量，包括：根据对比结果控制所述光发射组件和/或所述光调制组件绕所述z轴旋转以使所述线阵光场图像中所述线状光场的数量符合预设数量。5.如权利要求3所述的主动对准方法，其特征在于，所述根据对比结果移动所述光发射组件和/或所述光调制组件以使所述线阵光场图像中每条所述线状光场的宽度均符合预设
宽度，包括：根据对比结果先控制所述光发射组件和/或所述光调制组件绕所述z轴旋转，再...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑德金，王家麒，吴俐权，刘欣，
申请(专利权)人：奥比中光科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：