【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于确定至少一个对象的位置的检测器、移动装置、方法以及多种用途。根据本专利技术的装置、方法和用途具体地可以用于各个领域，例如日常生活、游戏、交通技术、生产技术、安保技术、摄影(比如用于艺术、文档或技术目的的数字摄影或视频摄影)、医疗技术、家庭护理、智能生活或用于科学。进一步地，本专利技术具体可以用于例如在建筑学、计量学、考古学、艺术、医学、工程或制造领域中扫描一个或多个对象和/或扫描风景，比如用于生成对象或风景的深度剖面。然而，其他应用也是可能的。
技术介绍
1、本专利技术涉及使用射束剖面分析(beam profile analysis，bpa)的深度测量，也称为光子比率深度(depth-from-photon-ratio，dpr)技术。关于bpa，请参考以下文献：wo2018/091649 a1；wo 2018/091638 a1；wo 2018/091640a1；以及c.lennartz、f.schick、s.metz的“whitepaper-beam profile analysis for 3d imaging and materialdetection[白皮书-用于3d成像和材料检测的射束剖面分析]”，2021年4月28日，德国路德维希港，这些文献的完整内容通过引用包括在本文中。bpa可以与结构光技术相结合，例如如wo 2019/042956中所述的。通常，在这些装置和方法中，投射点图案，并记录和评估反射的图案。例如，通过使用至少一个发射器(比如，垂直腔面发射激光器(vcsel))阵列来生成该图案。对
2、对于比如在us2020/0256669a1、us2020/0256993a1中描述的飞行时间(tof)感测方法，已知包括辐射源的深度感测设备，该辐射源包括布置成多个组的第一发射器阵列，该第一发射器阵列被配置为向目标场景发射第一多个脉冲光辐射束。第二多个感测元件被布置成第二阵列，并且被配置为输出指示光子入射在这些感测元件上的相应时间的信号，其中，该第二多个超过该第一多个。物镜光学器件在该感测元件阵列上形成目标场景的图像。处理和控制电路系统交替地致动该多个组，并且响应于输出信号来识别从目标场景的对应区反射的光辐射脉冲所入射的第二阵列的区域。
3、wo 2020/169727 a1描述了一种检测器，该检测器包括用于利用两个照射图案来照射对象的投影仪。该投影仪包括可调谐激光源和衍射光学元件。该投影仪被配置为通过控制该可调谐激光源的特性来生成两个照射图案，每个照射图案包括多个照射特征。该投影仪包括用于控制该可调谐激光源的特性的控制单元。该检测器包括传感器元件，该传感器元件具有用于生成传感器信号的光学传感器矩阵。该检测器包括评估装置，该评估装置用于选择反射图像的至少一个反射特征并且用于通过评估来自传感器信号的组合信号q来确定所选反射特征的纵坐标z。
4、本专利技术解决的问题
5、因此，本专利技术的目的是提供面对已知装置和方法的上述技术挑战的装置和方法。具体地，本专利技术的目的是提供可以优选地以较小的技术努力并且在技术资源和成本方面以较低的要求而允许可靠地确定对象在空间中的位置的装置和方法。
技术实现思路
1、该问题通过具有专利独立权利要求的特征的本专利技术来解决。可以单独或组合地实现的本专利技术的有利发展在从属权利要求和/或以下说明书和详细实施例中呈现。
2、在本专利技术的第一方面，披露了一种用于确定至少一个对象的位置的检测器。
3、如本文所使用的，术语“检测器”通常可以是指被配置用于确定和/或检测和/或感测至少一个对象的任意传感器装置。检测器可以是固定装置或移动装置。进一步地，检测器可以是独立的装置，也可以形成另一装置(比如，计算机、车辆或任何其他装置)的一部分。进一步地，检测器可以是手持式装置。检测器的其他实施例也是可行的。检测器可以是附接到或集成在移动装置(比如，移动电话或智能电话)中的一种。检测器可以集成在移动装置中，例如在移动装置的外壳内。附加地或可替代地，检测器或检测器的至少一个部件可以比如通过使用如usb等连接器或如耳机插孔等电话连接器来附接到移动装置。
4、如本文所使用的，术语“对象”可以是指被配置为至少部分地反射照射到该对象上的至少一个光束的任意对象，特别是表面或区。光束可以源自投影仪，该投影仪照射对象，其中，光束被对象反射或散射。
5、如本文所使用的，术语“位置”可以是指关于对象和/或对象的至少一部分在空间中的位置的至少一项信息。因此，该至少一项信息可以暗示对象的至少一个点与至少一个检测器之间的至少一个距离。该距离可以是对象的点的纵坐标，或者可以有助于确定其纵坐标。附加地或可替代地，可以确定关于对象和/或对象的至少一部分的位置的一项或多项其他信息。作为示例，附加地，可以确定对象和/或对象的至少一部分的至少一个横坐标。因此，对象的位置可以暗示对象和/或对象的至少一部分的至少一个纵坐标。附加地或可替代地，对象的位置可以暗示对象和/或对象的至少一部分的至少一个横坐标。此外，位置可以暗示关于对象在空间中的取向的信息。如本文所使用的，术语“取向”是指对象在空间中的角位置。取向可以由三个空间角度给出。
6、该检测器包括
7、-至少一个投影仪，该至少一个投影仪用于利用包括多个照射特征的至少一个照射图案来照射至少一个对象，其中，该投影仪包括至少一个发射器阵列，其中，这些发射器中的每一个被配置用于产生至少一个光束，其中，该发射器阵列包括至少两个独立驱动的阵列区域；
8、-至少一个控制单元，该至少一个控制单元被配置用于控制这些阵列区域的光发射；
9、-至少一个相机，该至少一个相机具有至少一个传感器元件，该至少一个传感器元件具有光学传感器矩阵，这些光学传感器各自具有光敏区域，其中，每个光学传感器被设计为响应于从该对象传播到该相机的反射光束对该光学传感器的相应光敏区域的照射而生成至少一个传感器信号，
10、其中，该相机被配置用于成像出至少一个第一反射图像，该至少一个第一反射图像包括由该对象响应于由第一阵列区域产生的照射特征的照射而产生的第一多个反射特征，并且
11、其中，该相机被配置用于成像出至少一个第二反射图像，该至少一个第二反射图像包括由该对象响应于由第二阵列区域产生的照射特征的照射而产生的第二多个反射特征，
12、其中，这些反射特征中的每一个反射特征包括至少一个射束剖面；
13、-至少一个评估装置，该至少一个评估装置被配置用于通过对这些反射特征中的每一个反射特征的相应射束剖面的分析来确定该每一个反射特征的至少一个纵坐标。
14、如本文所使用的，术语“投影仪”也被表示为光投影仪，它可以是指被配置为将至少一个照射图案投射到对象上、具体地投影到对象的表本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于确定至少一个对象(112)的位置的检测器(110)，该检测器(110)包括
2.根据前一项权利要求所述的检测器(110)，其中，该阵列划分为左阵列区域(124)和右阵列区域(126)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该评估装置(146)被配置用于通过使用光子比率深度技术来确定这些反射特征中的每一个反射特征的纵坐标。
4.根据前一项权利要求所述的检测器(110)，其中，该射束剖面(144)的分析包括确定该射束剖面(144)的至少一个第一区域和至少一个第二区域，其中，该评估装置(146)被配置用于通过以下各项中的一项或多项来得出组合信号Q：该第一区域和该第二区域相除，该第一区域和该第二区域的倍数相除，该第一区域和该第二区域的线性组合相除，其中，该评估装置(146)被配置用于使用该组合信号Q与该纵坐标之间的至少一个预定关系来确定该纵坐标。
5.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该评估装置(146)被配置用于选择该反射图像的至少一个反射特征并用于将所述反射特征指派给对应的发射器(1
6.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该投影仪(116)包括至少一个快门(130)，其中，该快门(130)被配置用于暂时阻挡来自这些阵列区域(122)之一的光并允许来自另一个阵列区域(122)的光通过，其中，该控制单元(128)被配置用于控制该快门(130)以在阵列区域(122)之间切换。
7.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该控制单元(128)被配置用于驱动这些阵列区域(122)，使得这些阵列区域(122)之一暂时不发光而另一个阵列区域(122)发光，其中，该控制单元(128)被配置用于在这些阵列区域(122)之间切换。
8.根据前述两项权利要求中任一项所述的检测器，其中，这些阵列区域(122)之间的切换和该相机(132)的成像是同步的。
9.根据前述三项权利要求中任一项所述的检测器，其中，这些阵列区域(122)之间的切换是周期性执行的。
10.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该发射器(120)中的每一个是和/或包括选自由至少一个激光源和至少一个非激光光源组成的组中的至少一个元件，该至少一个激光源比如为至少一个半导体激光器、至少一个双异质结构激光器、至少一个外腔激光器、至少一个分离约束异质结构激光器、至少一个量子级联激光器、至少一个分布式布拉格反射激光器、至少一个极化激元激光器、至少一个混合硅激光器、至少一个扩展腔二极管激光器、至少一个量子点激光器、至少一个体布拉格光栅激光器、至少一个砷化铟激光器、至少一个砷化镓激光器、至少一个晶体管激光器、至少一个二极管泵浦激光器、至少一个分布式反馈激光器、至少一个量子阱激光器、至少一个带间级联激光器、至少一个半导体环形激光器、至少一个垂直腔面发射激光器；该至少一个非激光光源比如为至少一个LED或至少一个灯泡。
11.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该光学传感器(136)包括至少一个CCD传感器或至少一个CMOS传感器。
12.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该检测器(110)包括至少一个传递装置，该至少一个传递装置被配置用于将该光束引导到这些光学传感器上并用于在该传感器元件上形成该反射图像。
13.一种被配置用于确定至少一个对象(112)的位置的移动装置(114)，其中，该移动装置(114)包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该移动装置(114)是移动通信装置、平板计算机、便携式计算机中的一个或多个。
14.一种方法，该方法用于通过使用至少一个根据前述涉及检测器的权利要求中任一项所述的检测器(110)来确定至少一个对象(112)的位置，该方法包括以下步骤：
15.一种计算机程序，其包括用于当在计算机上或计算机网络上执行该程序时执行根据前一权利要求所述的方法的计算机可执行指令。
16.一种计算机可读存储介质，包括指令，这些指令在由根据前述涉及检测器的实施例中任一项所述的检测器执行时使该检测器执行根据权利要求14所述的方法。
17.一种非暂态计算机可读介质，包括指令，这些指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器执行根据权利要求14所述的方法。
18.根据前述涉及检测器(110)的权利要求中任一项所述的检测...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于确定至少一个对象(112)的位置的检测器(110)，该检测器(110)包括
2.根据前一项权利要求所述的检测器(110)，其中，该阵列划分为左阵列区域(124)和右阵列区域(126)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该评估装置(146)被配置用于通过使用光子比率深度技术来确定这些反射特征中的每一个反射特征的纵坐标。
4.根据前一项权利要求所述的检测器(110)，其中，该射束剖面(144)的分析包括确定该射束剖面(144)的至少一个第一区域和至少一个第二区域，其中，该评估装置(146)被配置用于通过以下各项中的一项或多项来得出组合信号q：该第一区域和该第二区域相除，该第一区域和该第二区域的倍数相除，该第一区域和该第二区域的线性组合相除，其中，该评估装置(146)被配置用于使用该组合信号q与该纵坐标之间的至少一个预定关系来确定该纵坐标。
5.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该评估装置(146)被配置用于选择该反射图像的至少一个反射特征并用于将所述反射特征指派给对应的发射器(120)，其中，该评估装置(146)被配置用于通过使用至少一种三角测量方法来确定至少一个纵坐标ztriang。
6.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该投影仪(116)包括至少一个快门(130)，其中，该快门(130)被配置用于暂时阻挡来自这些阵列区域(122)之一的光并允许来自另一个阵列区域(122)的光通过，其中，该控制单元(128)被配置用于控制该快门(130)以在阵列区域(122)之间切换。
7.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该控制单元(128)被配置用于驱动这些阵列区域(122)，使得这些阵列区域(122)之一暂时不发光而另一个阵列区域(122)发光，其中，该控制单元(128)被配置用于在这些阵列区域(122)之间切换。
8.根据前述两项权利要求中任一项所述的检测器，其中，这些阵列区域(122)之间的切换和该相机(132)的成像是同步的。
9.根据前述三项权利要求中任一项所述的检测器，其中，这些阵列区域(122)之间的切换是周期性执行的。
10.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该发射器(120)中的每一个是和/或包括选自由至少一个激光源和至少一个非激光光源组成的组中的至少一个元件，该至少一个激光源比如...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·莱因，J·D·A·科洛切克，C·邦西诺，P·费耶斯，
申请(专利权)人：特里纳米克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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