【技术实现步骤摘要】
本公开涉及飞行时间(tof)深度成像。更具体地，本公开描述了与飞行时间深度传感器的校准有关的系统和技术。
技术介绍
1、飞行时间(tof)是物体、粒子或声波、电磁波或其他波的属性。现在正是这样的对象需要穿越介质一定距离的时候。该时间(即飞行时间)的测量结果可用于时间标准(例如原子喷泉)、测量通过给定介质的速度或路径长度的方法、或了解粒子的方法或介质(例如成分或流速)。可以直接(例如质谱法中的离子检测器)或间接(例如在激光多普勒测速法中从物体散射的光)检测行进的物体。
2、飞行时间原理(tof)是一种方法，用于根据信号的发射与被对象反射后返回传感器之间的时间差来测量传感器与对象之间的距离。tof可以使用各种类型的信号(也称为载波)，最常见的是声音和光。一些传感器使用光作为其载体，因为它具有独特的速度，范围，低重量和人眼安全性。红外光可以确保更少的信号干扰，并且更容易与自然环境光区分开，从而在给定尺寸和重量的情况下，具有更高的性能。
3、飞行时间相机(tof相机)是一种范围成像相机系统，它可以根据已知的光速解析距离，并测量相机和被摄对象之间图像每个点的光信号的传播时间。
4、在飞行时间(tof)图像传感器中，图像传感器会捕获一个二维图像或几个二维图像，处理器可以根据这些图像确定到场景中物体的距离。tof图像传感器还配备有光源，该光源通过检测发射光返回图像传感器所花费的时间来照亮要测量与设备的距离的物体。该系统还可以利用图像处理技术。
5、该概述旨在提供本专利申请的主题的概述。并不旨在提
技术实现思路
1、公开用于飞行时间(tof)深度图像处理的系统和方法。根据一个方面，公开用于即时校准的系统和方法。特别地，公开用于在处理接收到的信号时考虑成像传感器和光源相对于障碍物的布置的系统和方法。在一个例子中，成像传感器和光源相对于彼此的放置根据与所选物体或障碍物的距离而影响像素接收的信号量。例如，障碍物可以阻挡发光器，并且随着障碍物距离发光器的距离增加，信号水平会随着光线离开发光器，从障碍物反弹并被成像传感器接收。
2、在一些实施方式中，发光器以可调节的立体角发射光，例如通过在发光器的前面放置扩散器和/或孔来实现。
3、根据一个方面，具有即时校准的图像处理系统包括：配置为在第一时间间隔内发光的光源；用于收集包括反射光的输入信号的图像传感器，该反射光包括多个像素，其中对于所述多个像素中的每个像素，图像传感器包括一组用于存储收集信号的存储单元；和处理器，被配置为利用来自存储单元的存储的收集信号并确定多个像素中的每个像素处的距离测量。处理器还被配置为使用来自像素子集的存储单元的第一子集来校准系统。在一个实施方式中，存储单元的第一子集与接收少于饱和量的反射光的像素子集相关。
4、根据另一方面，一种用于校准图像处理系统的方法包括：在第一时间间隔内发光；收集包括反射的发射光的输入信号；从未经滤波的收集到的输入信号中确定多个像素的深度估计；以及使用多个像素的子集来校准系统。在一个实施方式中，校准系统包括使用接收小于饱和量的反射光和大于最小量的反射光的像素的子集。
5、根据一个方面，具有即时校准的图像处理系统包括：被配置为发光的光源；传感器阵列，包括多个像素用于接收包括反射的发射光的输入信号；位于距所述光源预定距离处的障碍物，被配置为将来自所述光源的至少一部分发射光反射到至少所述传感器阵列中的像素的子集；和处理器，被配置为确定所述像素的子集中至少一个像素的距离测量并校准所述图像处理系统。
6、在一些实施方式中，对于所述多个像素中的每个像素，所述传感器阵列包括用于存储收集的接收的输入信号的存储单元。在一些例子中，所述存储单元的第一子集对应于所述像素的子集，并且其中所述存储单元的第一子集存储包括从所述障碍物反射的发射光的收集信号。
7、在一些实施方式中，所述处理器还被配置为使用所述障碍物的预定距离来校准所述系统。在一些实施方式中，所述障碍物是可移动的。在一些例子中，所述障碍物是可配置为遮盖发光器和所述传感器阵列的快门。
8、在一些实施方式中，所述预定距离小于约十毫米。在各种例子中，预定距离是大约八毫米、小于大约八毫米、大约六毫米、小于大约六毫米、大约五毫米、小于大约五毫米、大约四毫米、小于大约四毫米、大约三毫米、小于约三毫米、大约两毫米、小于大约两毫米、大约一毫米或小于大约一毫米。在其他实施方式中，预定距离为大约十毫米或大于大约十毫米。
9、在一些实施方式中，图像处理系统包括位于光源和传感器阵列之间的光块。所述光块被配置为防止发射光直接传播到所述传感器阵列。
10、在一些实施方式中，传感器空间中的像素子集接收少于饱和量的反射光。在一些实施方式中，所述光源以可调的立体角发射光。在一些实施方式中，图像处理系统被配置为可移动地放置在发光器前面的扩散器。
11、根据一个方面，一种校准图像处理系统的方法，包括：从光源发射光；在具有多个像素的传感器阵列处接收反射的发射光；在对应的多个存储单元中的像素处收集并存储输入信号；从存储在所述存储单元的相应子集中的信号确定至少所述多个像素中的子集的深度测量；和使用所述深度测量来校准所述系统。接收反射的发射光包括接收从与所述光源相距预定距离的集成障碍物反射的发射光。
12、在一些实施方式中，校准系统包括将深度测量值与预定距离进行比较。在一些实施方式中，校准系统包括使用接收少于饱和量的反射光的存储单元的子集。在一些实施方式中，发射光包括以可调的立体角发射光。
13、在一些实施方式中，接收从集成障碍物反射的发射光包括：当快门处于第一位置时，接收从可移动快门反射的发射光。在一些例子中，该方法包括在光源前面的激光器中设置可调孔。
14、根据各种例子，快门包括多个快门位置。在快门位置的子集中，快门限定孔，并且孔径根据特定的快门位置而变化。在一个快门位置，快门是关闭的并且不包括孔。
15、根据另一方面，具有即时校准的图像处理系统包括：被配置为发光的光源；传感器阵列，包括多个像素用于接收包括反射的发射光的输入信号，其中对于所述多个像素中的每个像素，所述传感器阵列包括用于存储收集的接收的输入信号的存储单元；和处理器，被配置为使用来自至少所述存储单元的子集的存储的收集信号来校准所述图像处理系统，其中所述处理器确定所述多个像素中的至少一个的距离测量。
16、在一些实施方式中，图像处理系统包括被配置为可移动地放置在发光器前面的扩散器。在一些实施方式中，图像处理系统包括位于所述光源和所述传感器阵列之间的光块，其中所述光块被配置为防止发射光直接传播到所述传感器阵列。
17、附图示出了示例性的tof电路、系统和配置。这些系统的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有即时校准的图像处理系统，包括：
2.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中所述障碍物距离小于约1厘米。
3.根据权利要求1所述的图像处理系统，还包括位于所述光源和所述传感器阵列之间的光块，其中所述光块被配置为防止发射光直接传播到所述传感器阵列。
4.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中所述像素的子集接收少于饱和量的反射光。
5.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中所述光源以可调的立体角发射光。
6.根据权利要求5所述的图像处理系统，还包括配置为可移动地放置在所述光源前面的扩散器。
7.一种校准图像处理系统的方法，包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其中校准所述图像处理系统还包括将所述深度测量与所述障碍物距离进行比较。
9.根据权利要求7所述的方法，其中校准所述图像处理系统包括使用接收少于饱和量的反射光的所述多个存储单元的子集。
10.根据权利要求7所述的方法，其中发射光包括以可调的立体角发射光。
11.根据权利要求7所述的方法，其中接收从所述外
12.根据权利要求7所述的方法，还包括将光块定位于所述光源和所述传感器阵列之间，以防止发射光直接传播到所述传感器阵列。
13.一种具有即时校准的图像处理系统，包括：
14.根据权利要求13所述的图像处理系统，还包括配置为可移动地放置在所述光源前面的扩散器。
15.根据权利要求13所述的图像处理系统，还包括位于所述光源和所述传感器阵列之间的光块，其中所述光块被配置为防止发射光直接传播到所述传感器阵列。
16.根据权利要求13所述的图像处理系统，其中所述多个像素的所述子集接收少于饱和量的反射光。
17.根据权利要求13所述的图像处理系统，其中所述光源以可调的立体角发射光。
...【技术特征摘要】
1.一种具有即时校准的图像处理系统，包括：
2.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中所述障碍物距离小于约1厘米。
3.根据权利要求1所述的图像处理系统，还包括位于所述光源和所述传感器阵列之间的光块，其中所述光块被配置为防止发射光直接传播到所述传感器阵列。
4.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中所述像素的子集接收少于饱和量的反射光。
5.根据权利要求1所述的图像处理系统，其中所述光源以可调的立体角发射光。
6.根据权利要求5所述的图像处理系统，还包括配置为可移动地放置在所述光源前面的扩散器。
7.一种校准图像处理系统的方法，包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其中校准所述图像处理系统还包括将所述深度测量与所述障碍物距离进行比较。
9.根据权利要求7所述的方法，其中校准所述图像处理系统包括使用接收少于饱和量的反射光的所述多个存储单元的子...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·麦瑟，B·C·唐纳利，N·勒多特兹，S·迪米尔达斯，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：
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