[发明专利]一种ITOF深度相机标定及深度优化方法

说明书

一种IToF深度相机标定及深度优化方法，其包括如下步骤：S100：采集不同距离的白色平面场景下IToF深度相机拍摄的原始raw数据，计算测量值；S200：采取不同的方法获取所述测量值对应的真实值；S300：根据所获取的测量值和真实值，计算距离误差，构建IToF深度相机的距离误差校正模型；S400：根据所得到的距离误差模型，对IToF深度相机拍摄的原始raw数据，进行深度误差标定，得到初步校正的深度图；S500：将所得到的深度图，进行滤波处理，得到优化后的深度图。该方法可以获取更高精度的距离信息。

技术领域

本公开属于三维感知、计算机视觉及人工智能技术领域，具体涉及一种IToF深度相机标定及深度优化方法。

背景技术

随着数字成像技术的发展，相机作为一种传感器被广泛使用与研究。三维深度感知设备作为一种新型的视觉传感器，可实时获取深度图信息，广泛应用在智能汽车、医疗、游戏娱乐、机器人避障导航、虚拟现实、文物保护等领域。3D ToF深度相机有两种测量方式，分别是DToF(Direct ToF，直接测量飞行时间)和IToF(Indirect TOF，间接测量飞行时间)。DToF通过记录发射脉冲与接收脉冲两个时刻的差值来计算测量距离。该方法原理简单，但是需要发射的激光脉冲具备高能量、高重复性及短脉宽等要求，对硬件要求较高。ITOF通常是把发射的光波调制成一定频率的周期性信号，通过测量发射信号和该信号经过被测物反射回来到达接收端时的相位差，间接计算出光的飞行时间，进而计算距离。

目前IToF深度相机作为一种主流的深度相机，因结构小巧、反应时间快、算法简单、可获取目标点云、高帧率提供三维图像，为每个像素提供强度数据和距离信息等性能而作为一种最佳选择。但由于IToF深度相机的测量结果和测量精度会受到相机系统内部和外界环境等诸多因素的影响，为了获取更高精度的距离信息，对IToF深度相机进行深度标定及优化变得尤为重要。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提供了一种IToF深度相机标定及深度优化方法，其包括如下步骤：

S100：采集不同距离的白色平面场景下IToF深度相机拍摄的原始raw数据，计算测量值；

S200：采取不同的方法获取所述测量值对应的真实值；

S300：根据所获取的测量值和真实值，计算距离误差，构建IToF深度相机的距离误差校正模型；

S400：根据所得到的距离误差模型，对IToF深度相机拍摄的原始raw数据，进行深度误差标定，得到初步校正的深度图；

S500：将所得到的深度图，进行滤波处理，得到优化后的深度图。

上述方案通过建立距离误差模型，对深度传感器上由于不同像素点的差异，导致测量距离存在偏差的深度相机进行标定；通过对远距离杂散点和近距离平滑度进行处理，得到精确的深度图。该方法首先构建了距离误差模型，采集白色平面原始raw数据计算测量值，采取不同的方法获取真实值，测量值减去真实值得到距离误差，对模型的参数进行标定；得到已知参数值的模型后，即可对深度相机进行标定。再通过对远距离杂散点进行滤波处理，得到优化之后的深度图。

附图说明

图1是本公开一个实施例中所提供的一种IToF深度相机标定及深度优化方法流程图；

图2是本公开一个实施例中所提供的IToF摄像头采集不同距离白色平面场景下数据示意图；

图3是本公开一个实施例中IToF摄像头采集不同距离贴有标定板的白色平面场景下数据示意图；

图4是本公开一个实施例中IToF深度相机进行滤波处理，优化深度图流程图。

具体实施方式

在一个实施例中，如图1所示，本公开提供了一种IToF深度相机标定及深度优化方法，其包括如下步骤：