深度数据测量设备和方法技术

公开了一种深度数据测量设备和方法

【技术实现步骤摘要】
深度数据测量设备和方法


[0001]本专利技术涉及三维成像领域，具体地说，涉及一种深度数据测量设备和方法
。

技术介绍

[0002]在现有技术中，可以使用条纹光编码来实现高精度成像
。
但条纹光编码需要拍摄多幅不同条纹图像进行单幅深度图像合成，因此由此得到的深度图像帧率较低，无法达到实时高精度动态成像的要求
。
[0003]另外，由于条纹编码是主动投射的结构光，因此存在物体表面因为遮挡而不存在结构光照射或是图像传感器接收不到反射光的现象
。
这也为针对成像对象的高精度成像造成了不利影响
。
[0004]为此，需要一种改进的深度数据测量设备
。

技术实现思路

[0005]本公开要解决的一个技术问题是提供一种改进的深度数据测量设备，包括相对位置固定并相继成像的两个测量头，各自设有相移曝光的不同组像素的图像传感器对投射的在不同子周期中具有相继相移的线型光进行成像，使得在线型光的单次扫描中，图像传感器的不同组像素能够各自获取不同的相移条纹图像，从而实现单次线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种深度数据测量设备，包括相对位置固定的第一深度成像测量头和第二深度成像测量头，并且所述第一深度成像测量头和所述第二深度成像测量头各自包括：投影装置，用于向成像区域投射沿第一方向移动的线型光，其中所述线型光的长度方向是与所述第一方向垂直的第二方向；图像传感器，所述图像传感器包括在成像表面均匀分布的
N
组像素，每组像素以彼此间隔2π
/N
相位的曝光开关周期
t
e
进行曝光，其中，
N
是大于1的整数，其中，所述投影装置在扫描周期内完成一次图案扫描，所述扫描周期中包括多个循环子周期在每个循环子周期中，所述线型光以投射周期
t
p
进行亮暗变化，所述投射周期
t
p
的时长与所述曝光开关周期
t
e
的时长相同，并且所述投射周期
t
p
包括
N
个宽2π
/N
的波形投射区，对每个波形投射区的投射光强进行编码，使得在所述扫描周期内完成一次图案扫描时，所述图像传感器的
N
组像素各自成像一个不同的条纹图案，并且
N
个条纹图案构成彼此之间存在2π
/N
相移的一组
N
步相移图案，其中，在所述第一深度成像测量头完成第一图案扫描后，所述第二深度成像测量头进行第二图案扫描，所述第一图案扫描得到的第一组
N
步相移图案和所述第二图案扫描得到的第二组
N
步相移图案被基于所述相对位置合成为成像区域内成像对象的深度信息
。2.
如权利要求1所述的设备，其中，所述图像传感器包括多个像素单元，每个像素单元包括各自属于
N
组像素中的一个像素
。3.
如权利要求1所述的设备，其中，每个波形投射区对应投射的是宽2π
/N
的矩形波或0，并且基于一组
N
步相移图案对应于一个循环子周期的光强分布，确定每个波形投射区的光强
。4.
如权利要求3所述的设备，其中，所述一组
N
步相移图案是正弦波四步相移图案，并且基于
N
组像素对应于波形投射区的曝光求取每个投射周期
t
p
中每个波形投射区的光强取值，其中，所述光强取值不小于零
。5.
如权利要求1所述的设备，其中，线型光扫描对应于每列像素上的停留时间
t
c
不小于扫描周期除以列数
C
，所述停留时间
t
c
是所述投射周期
t
p
的
10
倍以上
。6.
如权利要求5所述的设备，其中，在每个亚周期
T
i
中，所述线型光以投射周期
t
p
投射
m
次，并且每个亚周期
T
i
的持续时间大于所述停留时间
t
c
。7.
如权利要求1所述的设备，其中，所述投影装置在第一扫描周期内完成一次图案扫描，以使得所述图像传感器的
N
组像素各自成像一个不同的条纹图案，
N
个条纹图案构成一组格雷码图案；所述投影装置在第二扫描周期内完成一次图案扫描，以使得所述图像传感器的
N
组像素各自成像一个不同的条纹图案，并且
N
个条纹图案构成所述一组
N
步相移图案，其中，基于所述一组格雷码图案，从所述一组
N
步相移图案生成所述成像区域的一张深度图
。8.
如权利要求1所述的设备，其中，所述投影装置包括：发光装置，用于产生线型光；以及反射装置，用于反射线型光，以以预定频率向拍摄区域投射在所述条纹方向的垂直方向上移动的线型光，所述线型光的长度方向是所述投射条纹的长度方向，所述反射装置包
括如下之一：以所述预定频率往复振动的机械振镜；以预定频率往复运动的微镜器件；以及以预定频率单向旋转的机械转镜
。9.
如权利要求1所述的设备，其中，所述图像传感器包括相对位置固定的第一图像传感器和第二图像传感器，其中，所述第一图像传感器和第二图像传感器各自包括所述
N
组像素，并且彼此同步进行曝光
。10.
如权利要求1所述的设备，其中，所述投影装置在
α
个扫描周期内完成
α
次图案扫描，每个所述扫描周期中包括多个循环子周期在每个循环子周期中，包括
N
个亚周期
T1‑
T
N
，在每个亚周期
T
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏捷，梁雨时，
申请(专利权)人：上海图漾信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：