[实用新型]深度数据测量头

说明书

公开了一种深度数据测量头。所述测量头包括：投影装置，用于向拍摄区域扫描投射具有条纹编码的结构光；具有预定相对位置关系的第一和第二图像传感器，用于对所述拍摄区域进行拍摄以分别获得在所述结构光照射下的第一和第二二维图像帧；以及同步装置，用于基于所述投影装置的扫描位置，同步开启所述第一和第二图像传感器中与当前扫描位置相对应的条纹方向上的像素列进行成像。由此，基于多幅条纹编码图案的可叠加匹配和双目成像无需依赖于特定标定平面的特性，提供了一种高灵活度的像素级深度成像方案；同时利用条纹图像的一维特性，控制每一时刻进行成像的像素列范围，降低环境光对测量结果的不利影响。

技术领域

本实用新型涉及三维成像领域，具体地说，涉及一种深度数据测量头。

背景技术

深度摄像头是一种采集目标物体深度信息的采集设备，这类摄像头广泛应用于三维扫描、三维建模等领域，例如，现在越来越多的智能手机上配备了用于进行人脸识别的深度摄像装置。

虽然三维成像已经是领域内多年研究的热点，但现有的深度摄像头依然具有功耗高、体积大、抗干扰能力差、无法实现像素级实时成像等诸多问题。

为此，需要一种改进的深度数据测量方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种深度数据测量头，其通过主动投射的条纹编码结构光和双目成像的结合，基于多幅条纹编码图案的可叠加匹配和双目成像无需依赖于特定标定成像平面的特性，提供了一种高灵活度的像素级深度成像方案。本实用新型还通过成像和扫描的高度同步来去除环境光对深度测量结果的影响，从而进一步扩展本实用新型的可利用场景。

根据本实用新型的一个方面，提出了一种深度数据测量头，包括：投影装置，用于向拍摄区域扫描投射具有条纹编码的结构光；具有预定相对位置关系的第一和第二图像传感器，用于对所述拍摄区域进行拍摄以分别获得在所述结构光照射下的第一和第二二维图像帧；以及同步装置，用于基于所述投影装置的扫描位置，同步开启所述第一和第二图像传感器中与当前扫描位置相对应的条纹方向上的像素列进行成像。由此，利用条纹图像的一维特性，控制每一时刻进行成像的像素列的范围，从而降低环境光对测量结果的不利影响。

优选地，同步装置可以包括用于测量所述投影装置的扫描位置的测量装置，并且基于所述测量装置的测量结果，进行所述像素列成像的同步开启。由此通过实时测量来提供高帧率所需的高精度同步。

优选地，投影装置可以包括激光发生器，用于生成线型和/或红外激光，并且所述激光发生器进行高速开关以扫描投射与条纹编码相对应的明暗相间的结构光。由此，通过简单地激光发生器开关，实现对编码图案的精确控制。

优选地，投影装置可以包括：往复运动的投影机构，用于以所述预定频率向所述拍摄区域扫描投射所述线型激光，其中，所述线型激光的长度方向是所述投射条纹的长度方向。

每个图像传感器中的像素都可以包括对应于所述当前扫描位置时同步开启的结构光图像帧存储单元，上述存储单元例如是用于存储电荷并基于电荷存储量以0或1输出的单元或是多阶灰度像素。

本实用新型的深度数据测量方案可以通过主动投射的条纹编码结构光和双目成像的结合，基于条纹编码图案的可叠加和双目成像无需依赖于特定成像平面的特性，提供了一种高灵活度的像素级深度成像方案。具体地，本实用新型还可以通过成像和扫描的高度同步来去除环境光对深度测量结果的影响，从而进一步扩展本实用新型的可利用场景，提升成像速度和精度。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1A-D示出了利用条纹编码的结构光进行深度成像的原理。

图2A-E示出了投射条纹编码结构光的另一个例子。