一种基于飞行时间传感器的非视域测距成像方法及系统技术方案

本发明专利技术属于光成像领域，具体涉及一种基于飞行时间传感器的非视域测距成像方法及系统；包括：步骤1)发射调制光信号至目标物体表面；步骤2)通过目标物体的表面反射调制光信号到中介面上；步骤3)通过中介面散射反射光信号，生成散射光信号照射到接收模块；步骤4)通过接收模块，分别采集四相步在积分时间内的散射光信号，转换为各像素的累计电荷数据；步骤5)通过主控制单元，获得到各像素的相位差作为各像素对应的调制光信号和散射光信号之间的相位差；步骤6)对各像素的相位差进行深度计算处理，输出深度图像；对各像素的累计电荷数据进行强度计算处理，输出强度图像。本发明专利技术操作简单，采集速度快，成本低，生成的深度图和强度图质量高。质量高。质量高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于飞行时间传感器的非视域测距成像方法及系统


[0001]本专利技术属于光成像领域，具体涉及一种基于飞行时间传感器的非视域测距成像方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，随着激光技术不断地发展，激光技术已经成为工业和日常应用中不可或缺的一部分。随着激光测距技术的飞速发展，激光成像技术具有非接触、非破坏性等特点，已经成为光学领域的研究热点。激光具有高速和远距离特点，已广泛应用于遥感、三维成像、机器视觉等领域。现有的三维成像技术主要分为三种：第一种，结构光三维成像技术，它的主要优点是识别精度高，低光表现好，主动照明，适合室内使用；第二种，双目视觉三维成像技术，该技术利用两个摄像机根据双目仿生原理进行测量，主要优点是测量精度高，实施成本低，系统能耗低；第三种，飞行时间三维成像技术，其主要优点是能够快速、实时地获得场景的深度信息，系统具有主动照明、相应速度快、体感应用性能好等优点。
[0003]然而当面临复杂场景或者有障碍物遮挡时，传统的激光成像技术不能对这些场景进行成像。在这种需求下，如何对特殊场景中的隐藏目标进行成像就成为了激光成像和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于飞行时间传感器的非视域测距成像方法，所述飞行时间传感器包括：照明模块和接收模块，所述方法包括以下步骤：步骤1)基于主控制单元的同步控制信号，通过放置于目标物体视域内的所述照明模块发射调制光信号至目标物体表面；步骤2)通过所述目标物体的表面，对接收的所述调制光信号进行反射，生成反射光信号，并照射到放置在目标物体视域内的中介面上；步骤3)通过所述中介面对接收的所述反射光信号进行散射，以生成散射光信号，并照射到放置在目标物体视域外的所述接收模块；步骤4)基于所述主控制单元的同步控制信号，通过所述接收模块，分别采集四相步在积分时间内的所述散射光信号，并将其各像素所采集到的所述散射光信号转换为各像素的累计电荷数据，发送给所述主控制单元；步骤5)通过所述主控制单元，根据对所述各像素的累积电荷量数据进行相位差计算处理，以得到各像素的相位差作为各像素对应的所述调制光信号和所述散射光信号之间的相位差；步骤6)通过所述主控制单元，对所述各像素的相位差进行深度计算处理，以得到各像素的深度数据，并将其输出为深度图像；对所述各像素的累计电荷数据进行强度计算处理，以得到各像素的强度数据，并将其输出为强度图像。2.根据权利要求1所述的基于飞行时间传感器的非视域测距成像方法，其特征在于，所述照明模块采用连续波振幅调制模式，调制生成近红外激光信号作为调制光信号g(t),其中，调制光信号g(t)＝g
1 cos(ωt)+g0，其中，g1为调制光信号的振幅，g0为初始环境项，ω为连续波的调制频率。3.根据权利要求1所述的基于飞行时间传感器的非视域测距成像方法，其特征在于,所述接收模块包括：分辨率为320
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240的互补金属氧化物半导体像素阵列。4.根据权利要求1所述的基于飞行时间传感器的非视域测距成像方法，其特征在于，所述接收模块接收的散射光信号s(t)为：其中，A为采集的所述散射光信号的振幅，b为环境项，b＝Ag0+β，g0为初始环境项，β为环境常数项，ω为连续波的调制频率，为所述像素对应的所述调制光信号和所述散射光信号之间的相位差，t为曝光时间。5.根据权利要求1所述的基于飞行时间传感器的非视域测距成像方法，其特征在于，所述步骤5)具体包括：通过所述主控制单元，根据公式对所述各像素的累积电荷量数据进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳秋，王天龙，李燕燕，梁红玉，郑福，孙志斌，
申请(专利权)人：中国科学院国家空间科学中心，
类型：发明
国别省市：