[发明专利]基于TOF成像系统的深度融合方法和TOF相机

说明书

本发明公开了一基于TOF成像系统的深度融合方法和TOF相机，其中，所述TOF成像系统被适用于获取至少一目标对象的深度信息，包括以下步骤：获取该目标对象的至少一长曝光数据以及至少一短曝光数据；获取该目标对象的至少一深度数据，其中所述深度数据包括至少一短深度数据以及至少一长深度数据；以及融合所述短深度数据值以及所述长深度数据值，以获取该目标对象的至少一融合数据。所述深度融合方法基于目标对象的深度信息融合所述目标对象的图像，以获取所述目标对象的完整的深度信息。

技术领域

本发明涉及一摄像领域，特别涉及一基于TOF成像系统的深度融合方法和TOF相机，本发明在嵌入式端集中实现所述TOF成像系统对图像的深度融合。

背景技术

随着科技的不断发展，机器视觉作为人工智能的一个重要分支正在快速发展。简单来说，机器视觉就是配置机器从而使得机器具有人眼功能，甚至使得机器具有比人眼功能更强大的视觉功能，从而使得机器可智能代替人眼来做目标对象做测量和判断。具体而言，机器视觉系统就是通过机器视觉产品(比如图像获取设备)将目标对象转换为图像信号，并将传送给专用的图像处理系统，得到目标对象的形态信息，图像处理系统对像素分布、亮度、颜色等信号进行各种运算来抽取目标对象的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

机器视觉在很多领域都有广泛的应用，比如机器视觉可被应用在航拍无人机的自动跟踪及避障，VR(virtual reality)，AR(augmented reality)，ADAS(advanced driverassistant system)及SLAM(simultaneous localization and mapping)等多领域中，以替代人工视觉，以获取目标对象的各种信息，而在机器视觉的应用中，必不可少以及至关重要的一个功能就是深度感知，准确地获取目标对象的深度数据信息才可为后续的测量或者应用做准备，TOF便是实现深度感知的重要技术手段之一。

飞行时间法(Time Of Flight，TOF)通过测量测量仪器发出的脉冲信号从发射到接收的时间间隔t(常被称为脉冲测距法)或激光往返目标对象一次所产生的相位(相位差测距法)来实现对目标对象(或目标对象检测区域)的三维结构或三维轮廓的测量。应用TOF技术进行测量的仪器被定义为TOF测量仪器，如TOF相机，所述TOF相机对目标对象的深度或三维结构的测量主要是基于脉冲信号或激光的相位差的测量。其通常包括一光源发射模块和一感光接收模块，所述光源发射模块与所述感光接收模块相配合，并基于TOF深度测量生成被测目标的深度信息。更具体地说，所述光源发射模块发射一特定波段的光波，所述发射光波在被测目标的表面发生反射，以被所述感光接收模块所接收，进而，所述感光接收模块根据发射光波和接收光波之间的时间差或者相位差计算出被测目标的深度信息。所述TOF测量仪器不仅能够获取被测目标的深度信息，同时，获取被测目标的灰度信息和亮度信息。正是由于TOF测试仪器的这些独特的特指，使得TOF测试仪器在机器视觉方面有广泛的应用。

然而，现有的TOF测试仪器在获取目标对象的深度信息时，存在或多或少的问题，从而导致所述TOF测试仪器并不能获取目标对象的完整的深度信息，而影响深度数据在机器视觉或者其他后续的应用。具体而言，现有的TOF测试仪器在拍摄远近的目标对象时，往往存在曝光不足或者曝光过度的问题，从而导致目标对象的深度信息的丢失。比如，现有TOF测试仪器在拍摄一距离较远的目标对象时，所述目标对象的合适的曝光时间被环境亮度、目标对象的亮度，相机光圈，目标对象的距离等多因素共同影响，即所述目标对象的合适的曝光时间随时随地地在变化，而现有的TOF测试仪器并不能每时每刻都获取适宜目标对象的合适的曝光时间，而导致现有的TOF测试仪器在拍摄目标对象时会存在过曝或者曝光不足的问题。再者，即使TOF测试仪器在拍摄距离较远的目标对象时控制较好的曝光时间，此时，所述TOF测试仪器在拍摄距离较近的目标对象时依据存在过曝或者曝光不足的问题，即所述TOF测试仪器并不能同时获取远近物品的完整的深度信息。