[发明专利]一种基于飞行时间深度相机的运动伪差减小方法

说明书

本发明公开了一种基于飞行时间深度相机的运动伪差减小方法，所述飞行时间深度相机包括光发射模块，传感模块，以及用于控制光发射模块和传感模块并进行数据存储处理的控制模块。所述运动伪差减小方法包括如下步骤：S1、所述光发射模块向外发射光线；S2、所述传感模块接收来自目标物体的反射光线信号生成相关时间图；S3、所述控制模块处理所述相关时间图，通过深度计算生成深度图；其中，步骤S2中，所述传感模块的传感阵列分成多个区域逐块曝光，每个区域分别连续获取若干用于深度计算的相关时间图。本发明通过减小数据传输过程带来的不同帧曝光的时间差，减少运动情况下物体边缘出现的伪差现象。

技术领域

本发明涉及深度测量相机技术领域，特别是一种在运动情况下使用的基于飞行时间深度相机的运动伪差减小方法。

背景技术

近年来，深度相机越来越多的应用于人脸识别、流量统计、行车导航、行车避障、工业件检测和物体扫描等领域。市场上的深度相机采用的技术可分为双目、飞行时间法(TOF)和结构光三类。TOF深度相机是通过测量光从相机发出到经过物体反射回相机的时间来确定物体到相机的距离。TOF深度相机按照其测距原理，可分为连续波调制TOF(CVM_TOF)和脉冲TOF(P_TOF)。CVM_TOF先发送一束连续的调制光，通过测量返回光和发送光的相位差，计算飞行时间，进一步确定物体距离。P_TOF发射光脉冲到物体上，通过测量返回的光脉冲计算飞行时间，进一步确定物体距离。TOF深度相机采用最为直接的方式测量物体距离，以最小的计算资源获得良好的深度信息。TOF深度相机的帧率较高，非常适用于运动场景。然而TOF深度相机需要采集若干幅相关时间图来计算一幅深度图，当运动速度较快时物体的边缘会出现严重的运动伪差现象。

为减小TOF深度相机的运动伪差，一种方法是对若干幅相关时间图做图像匹配，将同一物体移动到相同的图像位置上，再进行深度计算，然而此方法算法复杂度较高，图像匹配的准度也有限；另一种方法是利用若干幅相关时间图的约束规则，将物体边缘不匹配的点去掉，但是此种方法不能完全去除运动伪差现象，同时会将有效点去除。

解决或者降低TOF深度相机的运动伪差，对于TOF深度相机应用于物体相对运动的场景有着重大意义。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于飞行时间深度相机的运动伪差减小方法；通过对飞行时间深度相机传感芯片感光区域分割，各区域时间相关帧分别采集，有效减少运动伪差。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于飞行时间深度相机的运动伪差减小方法，所述飞行时间深度相机包括光发射模块，传感模块，以及用于控制光发射模块和传感模块，并进行数据存储和数据处理的控制模块；所述运动伪差减小方法包括如下步骤：

S1、所述光发射模块向外发射光线；

S2、所述传感模块接收来自目标物体的反射光线信号生成相关时间图；

S3、所述控制模块处理所述相关时间图，通过深度计算生成深度图；

其中，步骤S2中，所述传感模块的传感阵列分成多个区域逐块曝光，每个区域分别连续获取若干用于深度计算的相关时间图。

进一步的，步骤S2中，所述传感模块的传感阵列由所述控制模块控制分成多个区域，或者基于传感芯片预设的方式分成多个区域。

进一步的，步骤S1中，所述光发射模块由控制模块调节光发射功率和频率，且向外发射光线的照明范围至少包含所述传感模块曝光区域的视场范围。

进一步的，所述控制模块包括传感控制单元、照明控制单元、数据采集单元、数据缓存单元、数据计算单元和数据发送单元；

所述传感控制单元用于控制传感模块芯片上电顺序、配置芯片寄存器和读取芯片工作温度；

所述照明控制单元用于控制光发射模块照明的开启或关闭、调节光发射功率和频率；