[发明专利]深度图像获取系统和方法

说明书

本发明公开了一种深度图像获取系统和方法。所述深度图像获取系统包括：光学投影单元，包括至少两个光学投影仪；所述至少两个光学投影仪用于发射各自波长的结构光图像；图像采集单元，包括滤光片和图像传感器；处理器单元，用于接收光学图像，并将其处理得到深度图像。本发明的有益效果为：提供一种深度图像获取系统和方法，光学投影单元用于发射至少两个波长的结构光图像；利用图像采集单元实现不同波长图像的同步采集，处理器单元获取所述光学图像并处理得到没有视差的深度图像，深度图像可以分别对应不同角度的深度图像以消除单幅深度图像产生的阴影问题，也可以分别对应不同距离的深度图像以实现更大深度范围的测量。

技术领域

本发明涉及光学投影及测量技术领域，尤其涉及一种深度图像获取系统和方法。

背景技术

深度相机可以用来获取物体的深度图像，进一步可以进行3D建模、骨架提取等，在3D测量以及人机交互等领域有着非常广泛的应用。结构光深度相机作为深度相机的一种，由于其成本低、成像分辨率高等优势目前应用最为广泛，尽管如此，仍存在一些问题。深度相机的测量范围有限，并且测量精度会随着测量距离呈指数下降；目前普通使用的单投影模组加单成像相机组成的深度相机的深度图像往往有阴影区域。深度相机获取的深度图像存在这些问题对深度相机的应用产生负面的影响，特别是对测量范围、测量精度等有较高要求的应用。

发明内容

本发明为了解决现有技术中不能获取深度信息的阴影区域以及测量精度随着测量距离急剧加大的问题，提供一种深度图像获取系统和方法。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种深度图像获取系统，包括：

光学投影单元，包括至少两个光学投影仪；所述至少两个光学投影仪用于发射各自波长的结构光图像；

图像采集单元，包括滤光片和图像传感器；所述滤光片包括至少两个滤光片单元分别允许通过所述至少两个光学投影仪发射出的光；所述图像传感器用于接收通过所述滤光片的光转换成光学图像并将所述光学图像传送给处理器单元；

处理器单元，用于接收所述光学图像，并将其计算得到深度图像。

优选地，还包括存储单元，用于存储所述深度图像。

优选地，所述处理器单元包括:一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其被存储在所述存储器中，并被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行以下步骤的指令：接收所述光学图像；将所述光学图像计算出所述至少两个投影仪对应的结构光图像；利用所述至少两个结构光图像计算出对应的深度图像。

优选地，所述处理器单元还用于控制所述光学投影单元的投影和/或所述图像采集单元进行图像采集。

优选地，所述至少两个结构光图像在波长、光强、图案密度方面，至少有一个方面不同。

优选地，所述至少两个光学投影仪与所述图像采集单元设置在同一平面；所述至少两个光学投影仪与所述图像采集单元之间的距离不同。

优选地，所述光学投影仪光源为VCSEL阵列激光。

一种采用以上任一所述的深度图像获取系统获取深度图像的方法，包括以下步骤：

S1:利用光学投影单元的至少两个光学投影仪分别向目标空间发射各自波长的结构光图像；

S2:利用图像采集单元获取光学图像并将所述光学图像传送给处理器单元；

S3:利用处理器单元接收所述光学图像并进行计算获取所述深度图像。

优选地，步骤S3中所述获取深度图像的方法包括利用三角法原理计算出各像素的深度值。