【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及飞行时间相机系统，具体涉及一种计算飞行时间相机的系统及算法。
技术介绍
1、现在许多机器视觉应用需要高分辨率的3d深度图像来替代或增强标准的2d图成像，这类解决方案依靠3d相机来提供可靠的深度信息以保证安全性，尤其是当机器在极其贴近人附近工作的时候。
2、在具有挑战性的环境中工作时，例如在具有高反射性表面的大空间中和有其他移动物体的环境中工作时，相机还需要提供可靠的深度信息，许多产品使用低分辨率测距仪类型解决方案来提供深度信息，以增强2d成像，但是这种方法有很多限制，因此，亟需设计一种计算飞行时间相机的系统及算法来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种计算飞行时间相机的系统及算法，以解决现有技术中的上述不足之处。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种计算飞行时间相机的系统，包括系统组件和飞行时间相机，所述飞行时间相机包括光源、激光驱动器、传感器、镜头、带通滤波器和处理算法模块，所述光源为漫射源，且漫射源发出散度的光束，所述激光驱动器调制光源发射的光的强度，所述传感器收集返回光线，并输出每个像素的值，所述镜头将返回光线聚焦到传感器阵列上，所述带通滤波器与镜头共置，且滤除以光源波长为中心的窄带宽之外的光线，所述处理算法模块将传感器输出的原始帧转换为深度图像或点云，所述系统组件包括飞行时间成像器、照明源、光学元件、电源管理模块和深度处理模块。
4、优选的，所述飞行时间成像器包括图像
5、优选的，所述照明源由激光驱动器和pcb布局组成，所述光学元件的光源照明区域与镜头的视场角匹配，且镜头为高孔径镜头或低主射线角镜头。
6、优选的，所述电源管理模块包括传感器集成电路、电池、usb、与飞行时间成像器模拟电源连接的稳压器，并提供高峰功率。
7、优选的，所述深度处理模块包括深度处理算法，且深度处理模块低功耗，支持不同类型的输出深度信息。
8、一种计算飞行时间相机的算法，包括所述的一种计算飞行时间相机的系统，
9、所述飞行时间相机的飞行时间是计算光从相机光源行进到反射表面再返回相机所需的时间，
10、所述飞行时间相机通过估算发射信号与返回信号的基波之间的相移来测量这两个信号之间的时间差，
11、所述飞行时间相机的深度利用相移和光速来估算，
12、所述图像传感器输出原始像素数据，并从原始像素数据中提取相位信息，所述提取相位信息的步骤包括噪声滤波和相位展开模块。
13、优选的，所述相位展开模块的输出是激光器发出的光行进到场景再返回到像素的距离测量结果，被称为范围或径向距离。
14、优选的，所述径向距离被转换为点云信息，代表特定像素的实际坐标(x、y、z)信息，且最终应用仅使用z图像映射，而不是全部点云。
15、优选的，所述径向距离转换为点云，依据镜头内在特性和失真参数，其中失真参数是在相机模块的几何校准期间估算。
16、优选的，所述深度处理模块的算法还能输出有源亮度图像、无源2d ir图像和置信度，所述深度处理模块的算法在飞行时间相机中进行，或系统中其他地方的主机处理器中进行。
17、在上述技术方案中，本专利技术提供的一种计算飞行时间相机的系统及算法，计算飞行时间相机的系统提供了市场上较高性能的解决方案，可为需要高质量3d信息的应用提供高深度精度，具有深度精度和准确度，且易于使用，灵敏度较高，并将2d和3d融合，还能实施多系统操作；系统的特性还能运用于消费者使用场景，如视频背景虚化、面部身份验证和测量应用，以及汽车使用场景，如驾驶员状态监控和自动化舱内配置；飞行时间相机的系统级组件包括成像器、照明源和光学元件等，能够提供高解调对比度、高量子效率、高调制频率，低读数噪声，良好的瞬态响应、高效率和提供高峰功率等特性，这些系统级组件对于实现最高精度3d飞行时间相机系统至关重要。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种计算飞行时间相机的系统，包括系统组件和飞行时间相机，其特征在于，所述飞行时间相机包括光源、激光驱动器、传感器、镜头、带通滤波器和处理算法模块，所述光源为漫射源，且漫射源发出散度的光束，所述激光驱动器调制光源发射的光的强度，所述传感器收集返回光线，并输出每个像素的值，所述镜头将返回光线聚焦到传感器阵列上，所述带通滤波器与镜头共置，且滤除以光源波长为中心的窄带宽之外的光线，所述处理算法模块将传感器输出的原始帧转换为深度图像或点云，所述系统组件包括飞行时间成像器、照明源、光学元件、电源管理模块和深度处理模块。
2.根据权利要求1所述的一种计算飞行时间相机的系统，其特征在于，所述飞行时间成像器包括图像传感器，并且图像传感器在高调制频率时具有高解调对比度。
3.根据权利要求1所述的一种计算飞行时间相机的系统，其特征在于，所述照明源由激光驱动器和PCB布局组成，所述光学元件的光源照明区域与镜头的视场角匹配，且镜头为高孔径镜头或低主射线角镜头。
4.根据权利要求1所述的一种计算飞行时间相机的系统，其特征在于，所述电源管理模块包括传感器集成电路、电池、
5.根据权利要求1所述的一种计算飞行时间相机的系统，其特征在于，所述深度处理模块包括深度处理算法，且深度处理模块低功耗，支持不同类型的输出深度信息。
6.一种计算飞行时间相机的算法，包括权利要求1-5任一项所述的一种计算飞行时间相机的系统，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的一种计算飞行时间相机的算法，其特征在于，所述相位展开模块的输出是激光器发出的光行进到场景再返回到像素的距离测量结果，被称为范围或径向距离。
8.根据权利要求7所述的一种计算飞行时间相机的算法，其特征在于，所述径向距离被转换为点云信息，代表特定像素的实际坐标(X、Y、Z)信息，且最终应用仅使用Z图像映射，而不是全部点云。
9.根据权利要求7所述的一种计算飞行时间相机的算法，其特征在于，所述径向距离转换为点云，依据镜头内在特性和失真参数，其中失真参数是在相机模块的几何校准期间估算。
10.根据权利要求6所述的一种计算飞行时间相机的算法，其特征在于，所述深度处理模块的算法还能输出有源亮度图像、无源2D IR图像和置信度，所述深度处理模块的算法在飞行时间相机中进行，或系统中其他地方的主机处理器中进行。
...【技术特征摘要】
1.一种计算飞行时间相机的系统，包括系统组件和飞行时间相机，其特征在于，所述飞行时间相机包括光源、激光驱动器、传感器、镜头、带通滤波器和处理算法模块，所述光源为漫射源，且漫射源发出散度的光束，所述激光驱动器调制光源发射的光的强度，所述传感器收集返回光线，并输出每个像素的值，所述镜头将返回光线聚焦到传感器阵列上，所述带通滤波器与镜头共置，且滤除以光源波长为中心的窄带宽之外的光线，所述处理算法模块将传感器输出的原始帧转换为深度图像或点云，所述系统组件包括飞行时间成像器、照明源、光学元件、电源管理模块和深度处理模块。
2.根据权利要求1所述的一种计算飞行时间相机的系统，其特征在于，所述飞行时间成像器包括图像传感器，并且图像传感器在高调制频率时具有高解调对比度。
3.根据权利要求1所述的一种计算飞行时间相机的系统，其特征在于，所述照明源由激光驱动器和pcb布局组成，所述光学元件的光源照明区域与镜头的视场角匹配，且镜头为高孔径镜头或低主射线角镜头。
4.根据权利要求1所述的一种计算飞行时间相机的系统，其特征在于，所述电源管理模块包括传感器集成电路、电池、usb、与飞行时间成像器模拟电源连接的稳压器，并提供高峰功率。...
【专利技术属性】
技术研发人员：李庆康，周小雄，宋柳良，龚燕英，
申请(专利权)人：深圳市三劲科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。