深度數據測量系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及三維測量系統，特別涉及深度數據測量系統。
【背景技術】
[0002]深度數據，亦可稱為“景深信息”，是指被測物體相對于測量裝置的距離。傳統的圖像拍攝方法只能獲得物體的二維信息，無法得到物體的空間深度數據。但是，實際上物體表面的深度數據在各種工業、生活及娛樂應用中都至關重要。深度數據的實時獲取尤其重要。
[0003]深度數據測量系統是一種對物體的深度數據進行測量的系統。
[0004]常用的深度數據測量技術有單目視覺識別技術和雙目視覺識別技術。
[0005]在單目視覺識別技術中，使用單個成像裝置對待測空間進行成像。此時，需要向空間中投射預定的參考光束。并且還需要預先獲得參考光束在多個參考平面(分別對應于不同的深度數據)上形成的參考紋理圖案。通過對比實際測量時得到的圖像中的紋理圖案與對應于各個深度的參考紋理圖案，確定各處的深度數據。這種情況下，實際測量時輔助激光投射裝置與成像裝置之間的相對位置關系需要與預先獲得參考紋理圖案時的相對位置關系嚴格對應，否則沒有對比的依據。
[0006]在雙目視覺識別技術中，使用兩個成像裝置同時對基本相同的待測空間進行成像。然后，例如可以通過三角測量法計算得出待測物體表面的空間深度數據。目前已有向待測空間中投射紅外光束以作為測量輔助光的技術方案。紅外光束被調制以在待測空間中的待測物體上形成紅外光紋理。紅外光紋理可以被設計為其中各個紋理片段與其周圍預定范圍內的其它紋理片段相區別從而能被識別。這樣，可以在兩個成像裝置分別拍攝的圖像中識別出同一個紋理片段形成的圖案。同一個紋理片段在兩個圖像中形成的圖案的位置差異(可以稱為“視差”)與該紋理片段相對于兩個成像裝置的距離(也即深度數據)和兩個成像裝置之間的相對位置關系(例如相對距離)有關，由此可以獲得該紋理片段的深度數據。一般而言，兩個成像裝置之間的距離遠小于待測物體到成像裝置的距離。
[0007]與單目視覺識別技術不同，在雙目視覺識別技術中，不需要預先拍攝參考紋理圖案作為深度數據確定依據。因此不需要嚴格設定成像裝置與紅外光投射裝置之間的位置關系O
[0008]目前深度數據測量技術多采用激光進行輔助。這一方面是為了避免環境可見光對深度數據測量的干擾。另一方面，因為很多物體表面缺少紋理，所以檢測到的深度數據是有誤差的。通過增加紅外激光投射裝置，在物體表面進行紅外激光投影以增加紋理，使得便于攝像頭進行拍攝和識別。
[0009]通過對紅外激光在待測空間中的待測物體上形成的紋理片段進行分析和計算，得到待測物體上的紋理片段的深度數據，作為待測物體上相應位置處的深度數據。
[0010]但是，在實踐中，需要增加設備的工作距離，即需要在較大的工作距離范圍內進行檢測。例如，在一些情況下，可能需要檢測0.5米至15米范圍內物體的深度數據。
[0011]然而，紅外光會隨著距離的增加而衰減。在較大的距離范圍內，紅外光投射裝置在不同距離處的待測物體上投射的紅外光紋理的光強將有很大的差異。
[0012]可見，在檢測范圍較大的情況下，不能保證投射在檢測范圍內的待測物體上的紅外光紋理的光強總是在期望的光強范圍之內。
[0013]作為期望的光強范圍的示例，一方面，投射在待測物體上的紅外光紋理的光強不能超出安全強度規定上限；另一方面，光強又不能太低使得紅外光成像裝置不能清晰地拍攝其圖像，以便計算深度數據。
[0014]而紅外光投射裝置的安全光照往往無法直接覆蓋0.5米至15米的距離。
[0015]例如，在0.5米處投影光強為安全強度規定上限時，照射到15米處的物體表面，強度已經衰減到很弱，攝像頭無法檢測到投影的紋理。
[0016]而如果投影光強能夠照射到15米處的物體表面并產生攝像頭能夠檢測到的紋理，那么其在0.5米處的光強則很可能早已超出安全強度規定上限。
[0017]另外，為了深度數據測量的精確性，有可能對投射在待測物體上的紅外光紋理的光強設定了更加具體的期望范圍。同樣地，在檢測范圍較大的情況下，無法保證整個檢測范圍內的待測物體上投射的紅外光紋理的光強都在期望范圍之內。
[0018]因此，需要一種深度數據測量系統，其能夠使得投射在待測物體上的紅外光紋理的光強在期望的光強范圍之內。
【實用新型內容】
[0019]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種深度數據測量系統，其能夠使得投射在待測物體上的紅外光紋理的光強在期望的光強范圍之內。
[0020]根據本實用新型的一個方面，提供了一種深度數據測量系統，其特征在于，包括:多個紅外光投射裝置，分別設置在待測空間中不同位置處，用于分別向待測空間中各自的投射范圍投射紅外光束，每個紅外光投射裝置與其投射范圍中的待測物體之間的距離在第一閾值和第二閾值之間，第一閾值小于第二閾值，紅外光束被調制以在待測空間中的待測物體上形成紅外光紋理，紅外光紋理被設計為其中各個紋理片段與其周圍預定范圍內的其它紋理片段相區別從而能被識別；第一紅外光成像裝置，用于對待測空間進行拍攝以形成第一圖像；第二紅外光成像裝置，用于對待測空間進行拍攝以形成第二圖像，第一紅外光成像裝置和第二紅外光成像裝置之間具有預定相對位置關系；處理器，用于根據待測物體上的紅外光紋理的紋理片段在第一圖像中的第一紋理片段圖像和第二圖像中的第二紋理片段圖像之間的位置差異，以及預定相對位置關系，確定紋理片段的深度數據。
[0021]由于設置了多個紅外光投射裝置，每個紅外光投射裝置分別負責向相對較小的投射范圍投射紅外光束，使得能夠很方便地通過設定紅外光投射裝置的投射光強而使得投射在待測物體上的紅外光紋理的光強在期望的光強范圍之內。
[0022]優選地，紅外光投射裝置的投射光強可以被設定為:使得在距離大于或等于第一閾值的位置處的待測物體上形成的紅外光紋理的光強低于安全強度規定上限。
[0023]優選地，第一閾值可以大于0.5米。
[0024]優選地，第一閾值可以在2米到3米之間。
[0025]優選地，紅外光投射裝置的投射光強可以被設定為:使得在距離小于或等于第二閾值的位置處的待測物體上形成的紅外光紋理的光強高于第一紅外光成像裝置和第二紅外光成像裝置對其進行成像所需的光強。
[0026]優選地，第二閾值可以小于15米。
[0027]優選地，第二閾值可以在6米到10米之間。
[0028]優選地，上述多個紅外光投射裝置包括第一紅外光投射裝置和第二紅外光投射裝置，第一紅外光投射裝置的投射范圍與第一紅外光成像裝置和第二紅外光成像裝置之間的距離較近，而第二紅外光投射裝置的投射范圍與第一紅外光成像裝置和第二紅外光成像裝置之間的距離較遠。第二紅外光投射裝置的投射光強可以被設定為大于第一紅外光投射裝置的投射光強。
[0029]優選地，上述多個紅外光投射裝置包括第一紅外光投射裝置和第二紅外光投射裝置，第一紅外光投射裝置的投射范圍與第一紅外光成像裝置和第二紅外光成像裝置之間的距離較近，而第二紅外光投射裝置的投射范圍與第一紅外光成像裝置和第二紅外光成像裝置之間的距離較遠。第二紅外光投射裝束投射的紋理片段可以比第一紅外光投射裝置投射的紋理片段更稀疏。
[0030]優選地，紋理片段可以是離散光斑。
[0031]由此，根據本實用新型的深度數據測量系統能夠通過設定紅外光投射裝置的投射光強而使得投射在待測物體上的紅外光紋理的光強在期望的光強范圍之內。
【附圖說明】
[0032]通過結合附圖對本公開示例性實施方式進行更詳細的描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優勢將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實施方式中，相同的參考標號通常代表相同部件。
[0033]圖1示出了根據本實用新型的深度數據測量系統的示意圖。
[0034]附圖標記說明
[0035]10紅外光投射裝置
[0036]15紅外光束
[0037]20第一紅外光成像裝置
[0038]25第二紅外光成像裝置
[0039]30處理器
【具體實施方式】
[0040]下面將參照附圖更詳細地描述本公開的優選實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的優選實施方式，然而應該理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了使本公開更加透徹和完整，并且能夠將本公開的范圍完整地傳達給本領域的技術人員。
[0041]圖1示出了根據本實用新型的深度數據測量系統的示意圖。
[0042]如圖1所示，該深度數據測量系統包括多個紅外光投射裝置10、第一紅外光成像裝置20、第二紅外光成像裝置25和處理器30。
[0043]多個紅外光投射裝置10分別設置在待測空間中不同位置處。
[0044]每個紅外光投射裝置10分別被分配有待測空間中各自的投射范圍。紅外光投射裝置10分別向待測空間中各自的投