[发明专利]利用结构光获取检测对象的深度信息的系统和方法

说明书

本发明提出了一种利用结构光获取检测对象的深度信息的系统。该系统包括：二维成像装置，用于采集检测对象的二维图像信息；控制器，用于识别二维成像装置所采集的二维图像信息中的特征区域并确定所述特征区域的位置，并且根据所识别的特征区域和所确定的特征区域的位置确定结构光的特征；以及投影装置，将具有所述特征的结构光投影至检测对象，以获取检测对象的深度信息。本发明还提出了一种利用结构光获取检测对象的深度信息的方法。

技术领域

本申请涉及结构光机器视觉感知领域，更具体地，本申请涉及一种利用结构光获取检测对象的深度信息的系统和方法，以通过识别检测对象的特征区域来动态地控制结构光的特征进行投影。

背景技术

在现有的结构光投影领域中，结构光投影通常是将光学图案(波长在940nm左右的点、线或者条纹等形式的光学信息)投影在检测对象上，从而给检测对象施加光学特征信息。在投影过程中，为了保证识别准确性，需要以较高的强度以及较多的光线进行投影。但是，由于检测对象在高强度的结构光投影下可能会受到损害，尤其是当检测对象为人脸时，长时间高强度的投影会对人的眼睛造成一定的损害。

另外一方面，在对检测对象的特征区域进行投影时，检测对象的特征区域在不同的结构光投影下可能呈现不一样的效果。因此，固定的投影方式会造成检测对象特征区域上的光学特征信息无法满足使用者的各项例如精度、速度的需求，同时也无法满足对于某些检测对象的安全要求。

发明内容

为此，本发明提出了一种动态地调整或控制结构光的特征来获取检测对象的深度信息的系统和方法。首先对检测对象进行图像采集后，再识别检测对象的特征区域，然后在投影时控制该特征区域的投影强度。

根据本发明的一个方面，提出了一种利用结构光获取检测对象的深度信息的系统。该系统可包括：成像装置，用于采集检测对象的图像信息；控制器，用于识别成像装置所采集的图像信息中的特征区域并确定所述特征区域在所述图像信息中的位置，并且根据所识别的特征区域和所确定的所述特征区域在所述图像信息中的位置确定结构光的特征；以及投影装置，用于将具有所述特征的结构光投影至检测对象，以使所述成像装置获取检测对象的深度信息。

根据本发明的一个实施方式，所述二维成像装置可以预定时间间隔周期性地采集所述检测对象的二维图像信息，并且所述控制器可根据所识别的特征区域和所确定的所述特征区域在所述二维图像信息中的位置周期性地确定投影的所述结构光的特征。

根据本发明的一个实施方式，投影装置可根据由控制器所确定的结构光的特征发射具有不同强度、角度、图案、波段和/或占空比的结构光。例如，增大或者减小发射的结构光的投影强度、将结构光切换为不同图案的光学信息、增加或者减少发射结构光的光源数量、旋转光源的角度以及切换发射结构光的光源的波段等。

根据本发明的一个实施方式，当识别到检测对象例如为虹膜时，投影装置向检测对象(虹膜)发射强度和占空比增大的结构光；当识别到检测对象例如为眼睛时，所述投影装置发射强度和占空比减小的结构光；以及当识别到检测对象例如为人脸时，所述投影装置发射具有线结构光图案的结构光等。

根据本发明的一个实施方式，投影装置可包括：衬底；设置在所述衬底上以发射光线的光学发射器阵列；以及安装在衬底之上的光学器件。衬底例如由半导体材料制成。光学器件可将由光学发射器阵列发射的光线投射至检测对象。

根据本发明的一个实施方式，成像装置可包括：用于对光线进行过滤和聚焦的滤光聚光元件；以及用于对通过滤光聚光元件的光线进行成像以获取图像信息的成像组件。

根据本发明的另一方面，提出了一种利用结构光获取检测对象的深度信息的方法。该方法可包括：采集检测对象的图像信息；识别所述图像信息中的特征区域，并确定所述特征区域在所述图像信息中的位置；根据所识别的特征区域和所确定的所述特征区域在所述图像信息中的位置确定结构光的特征；将具有所述特征的结构光投影至所述检测对象以获取检测对象的深度信息。