[发明专利]深度数据检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及三维检测领域，具体地说，涉及一种深度数据检测装置。

背景技术

三维信息亦可称深度信息或景深信息。传统的图像拍摄方法只能获得物体的二维信息，无法得到物体的空间深度信息，但实际上物体表面的空间深度信息，尤其是深度信息的实时获取在各种工业、生活及娱乐应用中都起着至关重要的作用。

目前现有的深度信息测量装置主要是基于结构光检测的三维测量装置。简单地说，首先向物体表面透射带有编码信息的二维激光纹理图案，例如离散化的散斑图案，然后通过另一位置固定的图像采集装置对激光纹理进行连续采集，最后将采集结果与预先存储在寄存器内的已知纵深距离的参考面纹理序列进行比较，计算出投射在物体表面的各个激光纹理序列的纵深距离，进一步得到待检测物体表面的深度数据。该装置可以精确的测量物体的深度信息，但是一方面由于激光器与图像采集装置的相对位置需要通过多次采集参考面进行校准，由于激光器是消耗型器件，所以一旦激光器发生损坏并更换后，需要重新对激光器和图像采集装置的相对位置校准，增加设备维护成本。另一方面，该设备采用单个激光器工作，在长时间连续测量时，会加速激光器老化，使其远远不能达到激光器正常的使用寿命(一般来说，激光器的使用寿命为1到2万个小时)，从而缩短设备的使用寿命，增加设备维护成本，降低深度数据检测设备在安防监控等领域应用的可行性。

因此，亟需一种在连续不间断工作的情况下，可以尽可能达到激光器的正常使用寿命的深度数据检测装置。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种在连续不间断工作时，可以尽可能达到红外光发生器的正常使用寿命的深度数据检测装置。

根据本发明的一个方面，公开了一种深度数据检测装置，包括：

红外编码投影系统，用于向被测空间中投射带有纹理的红外光束，以在被测空间中的待检测物体上形成随机分布的红外纹理；

两个红外图像传感器，用于分别对被测空间成像，从而形成两个红外纹理图像，两个红外图像传感器之间具有预定相对空间位置关系，从而使得能够基于所述红外纹理中同一个纹理片段在两个红外纹理图像中相对应地形成的纹理片段图像的位置差异、以及预定相对空间位置关系，确定红外纹理相对于两个红外图像传感器的深度数据，

红外编码投影系统包括：

至少两个红外光发生器，用于分别产生红外光；

光学系统，红外光发生器产生的红外光经过光学系统之后形成带有纹理的红外光束；

控制器，用于控制并切换至少两个红外光发生器，以使得至少两个红外光发生器交替产生红外光。

由此，通过切换两个红外发生器来实现激光器交替工作，以增大每个红外光发生器断电状态的时间，既满足了设备连续不间断工作，又使得每个红外光发生器可以尽可能达到其使用寿命。

优选地，红外光发生器以预定的发光频率产生红外光，

红外图像传感器以预定的帧频成像，并且

红外光发生器的发光频率大于所述红外图像传感器的帧频。

这样，红外光生器发出的光相对于图像传感器来说是恒定发光的光源，传感器采集到的图像不会出现条纹等画质不稳定的情况。

优选地，红外光发生器的发光频率为100HZ以上。

这样，可以使得红外光生器发出的光相对于图像传感器来说更接近恒定发光的光源。

优选地，红外光发生器的发光频率是所述红外图像传感器的帧频的整数倍。

这样，为红外光发生器和图像传感器工作的同步性提供了条件。

优选地，每个红外光发生器每次持续工作时间覆盖所述红外图像传感器的多个帧周期。

这样，保证了图像传感器在一帧的画面中可以采集完整的红外编码图样且可以增加处于交替工作中的红外光发生器的断电时间，减缓因长时间工作所引起的器件发热对红外光发生器造成的老化作用。

优选地，当从至少两个红外光发生器中的第一红外光发生器切换到第二红外光发生器时，第二红外光发生器的通电启动时间与所述图像传感器对新一帧图像的曝光启动时间同步。

这样，保证了图像传感器在每一帧的画面中都可以采集不同的红外光发生器的完整的红外编码图样，不会对测量结果造成干扰。

优选地，还包括：

触发器，用于向两个红外图像传感器发送触发信号，以触发两个红外图像传感器进行感测，

控制器通过向所述第一红外光发生器和所述第二红外光发生器发送切换信号来进行切换，以使得第一红外光发生器响应于切换信号而停止发光，第二红外光发生器响应于所述切换信号而开始发光，