深度相机投射器功耗控制方法及其应用与流程

文档序号:18082749发布日期:2019-07-06 10:13阅读:171来源:国知局
深度相机投射器功耗控制方法及其应用与流程

本发明涉及一摄像领域,特别涉及一深度相机投射器功耗控制方法及其应用,其中所述投射器功耗控制方法可根据目标对象的距离控制至少一投射器的工作时间和亮度,以控制所述投射器的功耗。



背景技术:

近年来,随着结构光技术取得的巨大进步和飞速发展,结构光设备的应用正在日益普及。结构光,顾名思义就是有特殊结构的光,比如离散光斑、条纹光、编码结构光等等。结构光技术的工作原理就是将具有特定信息的结构光投射到一目标对象的表面后,目标对象使得结构光发生畸变,以在该目标对象表面形成畸变图像,接着采集该目标对象表面上的畸变图像,最后根据畸变图像的大小畸变,以计算该目标对象的位置和深度等信息,从而复原该目标对象的整个三维图像。

值得一提的是,类似结构光相机等深度相机,往往需要一投射器作为主动光源,或者说,往往需要一投射器向所述目标对象发射结构光。然而不得不提的是,在这样的深度测试系统中,所述投射器向外发射光束的过程会占用很大一部分的功耗支出,在实际应用中,需要严格控制投射器的功耗,从而降低所述深度测试系统的使用成本。

在现有技术的深度测试系统中,控制投射器功耗的方法是通过控制投射器的工作时间,使得投射器的工作时间严格同步于一感光模组的曝光时间,这样可以避免不必要的功耗浪费。换言之,在现有技术的深度测试系统中,控制投射器功耗最有效的方法就是使得投射器只在有效曝光时间范围内工作,但这样的方式也存在需要改善的地方。

具体而言,深度相机的快门形式可分为全局曝光以及卷帘曝光。根据快门原理的不同,只有基于全局曝光的深度相机才会为深度测试系统提供明确的曝光开始时间和曝光结束时间,而基于卷帘曝光的深度相机,由于卷帘曝光的感光模组的曝光过程是流水线进行的,所以并不会提供明确的曝光开始时间和曝光结束时间。在全局曝光深度相机中,根据感光模组的曝光时间来严格控制投射器的工作时间,从而降低投射器的功耗。此时投射器的工作时间取决于感光模组的曝光时间,然而,事实证明,当所述深度相机被适用于拍摄一近物体时,所述感光模组的曝光程度可比实际曝光程度低,换言之,所述投射器的曝光程度也可低于实际的曝光程度。

而在卷帘曝光深度相机中,由于卷帘曝光深度相机获取每一帧图像数据的曝光时间是不确定的,所以只能让投射器一直保持常亮的状态,这样才可以保证所述感光模组可以曝光获取全部图像数据,这样的方式使得投射器具有很大不容忽视的功耗支出。即使卷帘曝光深度相机的投射器的工作时间确定,当所述卷帘曝光深度相机应用于一些特殊场景时,也依旧存在以上提到的问题。

综上所述,在现有技术的深度相机中,所述投射器的工作亮度固定,或者投射器的工作时间固定,这样的方式会导致深度相机在某些特殊应用场景下使用时依旧有不必要的功耗浪费。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一深度相机投射器功耗控制方法及其应用,其中,当一深度相机被应用于特殊场景时,所述深度相机的功耗可通过所述深度相机投射器功耗控制方法进一步地被降低,从而降低所述深度相机的使用成本。

本发明的目的在于提供一深度相机投射器功耗控制方法及其应用,其中,所述深度相机投射器功耗控制方法通过调节至少一投射器的工作时间,来降低所述投射器的功耗。

本发明的目的在于提供一深度相机投射器功耗控制方法及其应用,其中,所述深度相机投射器功耗控制方法通过调节至少一投射器的工作亮度,来降低所述投射器的功耗。

本发明的目的在于提供一深度相机投射器功耗控制方法及其应用,其中,所述投射器的工作时间联通于一感光模组的曝光时间,以进一步地降低所述深度相机的功耗。

本发明的目的在于提供一深度相机投射器功耗控制方法及其应用,其中,所述深度相机投射器功耗控制方法根据目标对象的距离,并依据一距离判断标准动态地调整所述投射器的工作程度,或者说,所述深度相机投射器功耗控制方法依据深度相机的应用场景调整所述投射器的工作程度。

本发明的目的在于提供一深度相机投射器功耗控制方法及其应用,其中,所述深度相机投射器功耗控制方法的所述距离判断标准被动态调整,以避免所述投射器的工作程度频繁变动,从而保证了所述深度相机的成像质量。

本发明的目的在于提供一深度相机投射器功耗控制方法及其应用,其中,所述深度相机投射器功耗控制方法的所述距离判断标准被动态调整,从而保护投射器,延长所述深度相机的使用寿命。

本发明的目的在于提供一深度相机投射器功耗控制方法及其应用,其中,所述深度相机投射器功耗控制方法保证所述深度相机在不欠曝的情况下,依旧降低所述深度相机的曝光程度,从而降低所述深度相机以及所述投射器的功耗。

本发明的目的在于提供一深度相机投射器功耗控制方法及其应用,其中,所述深度相机投射器功耗控制方法可在降低投射器的功耗的同时,保证深度相机的成像质量。

本发明的目的在于提供一深度相机投射器功耗控制方法及其应用,其中,所述深度相机投射器功耗控制方法被适用于多类型的深度相机,即所述深度相机投射器功耗控制方法的应用广泛。

为了实现以上任一发明目的,本发明提供一深度相机投射器功耗控制方法,被应用于一深度相机,其中所述深度相机包括至少一投射器,至少一感光模组以及至少一线路板,其中所述投射器向至少一目标对象发射至少一发射光束,所述发射光束被所述目标对象反射后被所述感光模组接收处理,包括以下步骤:

s1:获取所述目标对象的一距离数据;

s2:一脉冲控制器依据所述距离数据,动态控制所述投射器的一工作时间和/或一亮度。

在一些实施例中,其中,所述步骤s2进一步包括以下步骤:

s21:设置于所述线路板的一处理器依据所述距离数据,判断所述目标对象的一距离区间,当所述距离区间被实施为一第二区间时,执行步骤s22,当所述距离区间被实施为一第二区间时,执行步骤s23;

s22:一工作时间单元依据所述距离数据,计算所述投射器的所述工作时间,所述脉冲控制器依据所述工作时间控制所述投射器;以及

s23:一亮度单元依据所述距离数据,计算所述投射器的所述亮度,所述脉冲控制器依据所述亮度控制所述投射器。

在一些实施例中,其中,所述步骤s22进一步包括以下步骤:

s221:所述工作时间单元获取所述距离数据;

s222:对比所述距离数据以及一时间距离标准,计算得到所述工作时间;

s223:所述脉冲控制器接收所述工作时间,并转化为至少一脉冲信号;以及

s224:所述脉冲控制器以所述脉冲信号控制所述投射器。

在一些实施例中,其中,所述步骤s23进一步包括以下步骤:

s231:所述亮度单元获取所述距离数据;

s232:对比所述距离数据以及一亮度距离标准,计算得到所述亮度;

s233:获取所述脉冲控制器接收所述亮度,并转化为至少一脉冲信号;以及

s224:所述脉冲控制器以所述脉冲信号控制所述投射器。

在一些实施例中,其中,所述工作时间单元设置一工作时间最小值,所述投射器的所述工作时间被设置为所述工作时间最小值。

在一些实施例中,其中,所述深度相机投射器功耗控制方法进一步包括以下步骤:s3:一区间单元依据所述目标对象的所述距离数据,动态地调整所述距离区间。

在一些实施例中,其中,所述步骤s3进一步包括以下步骤:

s31:所述区间单元获取所述目标对象的所述距离数据;

s32:比对所述距离数据与所述第一区间和所述第二区间,当所述距离数据处于所述第一区间以及所述第二区间的临界点时,执行步骤s33;以及

s33:动态调整所述第一区间以及所述第二区间,以使得所述距离数据不处于所述第一区间以及所述第二区间的临界位置。

在一些实施例中,其中,所述深度相机投射器功耗控制方法进一步包括以下步骤:s4:统计所述目标对象的运动范围,动态调整所述动态区间。

在一些实施例中,中,所述距离区间依据一区间单元被人为调节,其中,所述第一区间相对于所述第二区间距离所述深度相机近。

在一些实施例中,其中,所述投射器的所述工作时间在一曝光时间范围内变动。

在一些实施例中,其中,所述投射器的所述亮度在一亮度范围内变动。

在一些实施例中,其中,所述时间距离标准被实施为一线性方程。

在一些实施例中,其中,所述曝光时间范围控制在18-33ms。

在一些实施例中,其中,所述亮度距离标准被实施为一线性方程。

在一些实施例中,其中,所述亮度范围被控制在40%-80%。

在一些实施例中,其中,所述第一区间被实施为距离所述深度相机0.5-2m,所述第二区间被实施为距离所述深度相机2-6m。

根据本发明的另一方面,本发明提供一深度相机,所述深度相机包括至少一投射器,至少一感光模组以及至少一线路板,其中所述投射器向至少一目标对象发射至少一发射光束,所述发射光束被所述目标对象反射后被所述感光模组接收处理,所述投射器根据权利要求1到23任一所述的深度相机投射器控制方法被控制。

通过对随后的描述和附图的理解,本发明进一步的目的和优势将得以充分体现,本发明的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例的深度相机的结构示意图。

图2是根据本发明的上述实施例的所述深度相机的另一结构示意图。

图3是根据本发明的上述实施例的一投射器的结构示意图。

图4是根据本发明的一实施例的深度相机投射器功耗控制方法的控制方法流程示意图。

图5是根据本发明的上述实施例的深度相机投射器功耗控制方法的线路板上的组成示意图。

图6是根据本发明的上述实施例的深度相机投射器功耗控制方法的处理器的组成结构示意图。

图7和图8是根据本发明的上述实施例的深度相机投射器功耗控制方法的流程示意图。

图9到图15是根据本发明的上述实施例的深度相机投射器功耗控制方法的方法流程示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是,在本发明的揭露中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”,即在一个实施例中,一个元件的数量可以为一个,而在另外的实施例中,该元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图1所示,一深度相机的结构以及工作原理示意图被展示,所述深度相机被适用于获取至少一目标对象o的图像,与传统的普通相机不同的是,所述深度相机可获取所述目标对象o的三维图像信息,换言之,所述深度相机可获取所述目标对象o的3d图像。所述深度相机获取所述目标对象o的三维信息的过程,简化而言是通过所述目标对象o的光线进入到所述深度相机,并被所述深度相机的一感光元件接收,并且所述感光元件对所述光线进行分析处理后,所述感光元件将光路信息转化为所述目标对象o的图像信息,以完成对所述目标o的成像。

具体而言,所述深度相机包括至少一投射器10,至少一感光模组20以及至少一线路板30,其中所述投射器10以及所述感光模组20被分置于所述线路板30的不同位置,以与所述线路板30通信地连接。在所述深度相机的实际应用中,所述投射器10向着所述目标对象o的方向发射至少一发射光束,所述发射光束抵达所述目标对象o的表面后被反射,由于所述目标对象o具有不同的深度情况,从而使得被所述目标对象o反射的所述反射光束表现出不同的光学特征,所述感光模组20接收并分析所述反射光束,以得到所述目标对象o的三维信息。

基于深度测试原理的不同,深度相机可被实施为不同的类型,比如tof相机,结构光相机。本发明将以结构光模组为例进行说明,但熟悉该项技术的人应该明白,本发明所涉及的深度相机将不仅仅限于结构光模组,本发明涉及的深度相机被实施为任意包括一主动光源的摄像模组,本发明在这方面不受限制。

如图3所示,当所述深度相机被实施为一结构光模组时,所述投射器10被实施为一结构光投射器,所述投射器10包括至少一发光源11,至少一准直系统12以及至少一衍射光学元件13,其中所述准直系统12和所述衍射光学元件13依次位于所述发光源11的光学路径上,所述发光源11用于发射至少一光束,所述准直系统12用于校准所述光束,以使所述光束被校准成近似平行光,所述衍射光学元件13用于对所述平行光进行调制,以生成具有特殊结构的光线,也就是说,经所述衍射光学元件13调制后生成至少一结构光。

另外,所述感光模组20接收从所述目标对象o反射的所述反射光束,并基于所述反射光束的光学特性,分析得到所述目标对象o的三维信息,值得注意的是,如图2所示,所述感光模组20包括至少一图像传感器21,其中从所述目标对象o反射的所述反射光束进入所述感光模组20后,经过一系列的光路调整后,被所述图像传感器21光感应。值得一提的是,所述图像传感器21被电连接于所述线路板30,从而使得所述图像传感器21可将光路信息传送给所述线路板30,同时所述线路板30也可通过所述图像传感器21控制所述感光模组20的工作状态。

另外,所述图像传感器21可被实施为全局曝光感光元件以及卷帘曝光感光元件,当所述图像传感器21被实施为一全局曝光感光元件时,所述深度相机被实施为一全局曝光深度相机,所述感光模组20以全局曝光的方式获取所述目标对象o的图像信息,此时,所述感光模组20可在一次曝光时间内获取关于所述目标对象o的完整的图像数据,所述感光模组20的曝光时间确定。在现有技术中,当所述深度相机被实施为一全局曝光深度相机时,所述感光模组20获取一固定的曝光时间,此时,控制所述投射器10的工作时间相同于所述感光模组20的曝光时间,以此方式控制所述投射器10的功耗。

当所述感光元件21被实施为一卷帘曝光感光元件时,所述深度相机被实施为一卷帘曝光深度相机,所述感光模组20以卷帘曝光的方式获取所述目标对象o的图像信息,此时,所述感光模组20多次曝光才可获取完整的图像数据,所述感光模组20的曝光时间不确定。或者说,当所述深度相机被实施为一卷帘曝光深度相机时,由于所述感光模组20的曝光时间不确定,常常需要设置使得所述投射器10的工作时间大于所述感光模组20的曝光时间,这样的方式就会导致所述投射器10产生不必要的功耗。

为了降低所述投射器10的功耗,本发明提供一适用于卷帘曝光深度相机的投射器工作时间控制方法,其中所述投射器工作时间控制方法可联动一自动曝光算法来严格控制所述投射器10的工作时间,此时所述感光模组20以一自动曝光时间曝光,所述投射器10在该确定的自动曝光时间内发射光束,从而使得所述投射器10的工作时间被确定,所述投射器10的工作时间取决于所述感光模组20的自动曝光时间,以此方式控制所述投射器10的功耗。

具体而言,所述卷帘曝光深度相机投射器工作时间控制方法包括以下步骤:所述感光模组20获取关于该目标对象的至少一同步信号以及至少一图像数据,其中所述图像数据对应于所述同步信号;设置于所述线路板30的至少一处理单元依据所述图像数据计算一自动曝光时间;设置于所述线路板30的至少一控制单元转化所述自动曝光时间为一脉冲信号;以及所述控制单元依据所述脉冲信号控制所述投射器10工作。

具体而言,所述线路板30上设置至少一处理器31,至少一脉冲控制器32以及至少一外端接口33,其中所述处理器31通信地连接于所述感光模组20,以处理所述感光模组20接收的数据,并生成一自动曝光时间,其中所述脉冲控制器通信地连接于所述处理器31,以转化所述自动曝光时间,并获取相对应特定数据的脉冲信号,其中脉冲控制器32通信地连接于所述投射器10,所述脉冲控制器32以所述脉冲信号控制所述投射器10的工作时间,从而使得所述投射器10的工作时间被控制。

换言之,在所述卷帘曝光深度相机的工作过程中,所述处理器31接收所述感光模组20产生的图像数据,并基于所述图像数据计算所述自动曝光时间,所述自动曝光时间被所述脉冲控制器32转化为相对应的脉冲信号,所述脉冲控制器32基于所述脉冲信号控制所述投射器10的工作,从而使得所述投射器10只在所述自动曝光时间的时间范围内工作,从而降低所述投射器10的功耗。

关于卷帘曝光深度相机投射器工作时间控制方法的详细内容,在本发明中不再重复累赘。熟悉该项技术的人应该明白,所述卷帘曝光深度相机投射器工作时间控制方法可控制所述投射器10的工作时间,保证所述投射器10的工作时间等同于所述感光模组20的自动曝光时间,从而降低所述投射器10的功耗。

综上所述,当所述深度相机被实施为一全局曝光深度相机时,可严格控制所述投射器10的工作时间等同于所述感光模组20的曝光时间,以降低所述投射器10的功耗。当所述深度相机被实施为一卷帘曝光深度相机时,可通过所述卷帘曝光深度相机投射器工作时间控制方法控制所述投射器10的工作时间等于所述感光模组20的自动曝光时间,以降低所述投射器10的功耗。然而值得一提的是,在这两类深度相机中,所述投射器10的工作时间已经得到了严格的控制,但所述投射器10依旧会产生一定程度的功耗浪费,当然,所述投射器10的工作亮度保持固定不变的性质也使得所述投射器10产生一定程度的功耗浪费。

熟悉该项技术的人应该明白,当所述深度相机在获取一近距离目标对象的图像数据时,所述深度相机并不需要过多的曝光量即可获取该近距离目标对象的图像数据。或者说,当所述深度相机在获取一近距离目标对象的图像时,所述深度相机只需要保证不欠曝的状态下工作即可。此时,对于所述卷帘曝光深度相机,所述感光模组20采用自动曝光算法得到的自动曝光时间,一般会大于实际需要的曝光时间,从而引起所述投射器10的功耗浪费。类似地,对于所述全局曝光深度相机,所述全局曝光深度相机的计算曝光时间也大于实际需要曝光时间,从而引起所述投射器10不必要的功耗浪费。

为了进一步地降低所述投射器10的功耗,从而降低应用所述投射器10的深度相机的功耗,本发明提供一深度相机投射器功耗控制方法,其中所述深度相机投射器功耗控制方法可依据所述目标对象o的距离动态控制所述投射器10的工作时间和亮度,或者说,所述投射器功耗控制方法依据所述目标对象o的距离来动态控制所述投射器10的发光程度,从而降低所述投射器10的功耗。以这样的方式可使得当所述深度相机被适用于获取一近距离目标对象的图像数据时,所述深度相机的曝光程度被进一步地降低,从而降低所述深度相机的使用成本。熟悉该项技术的人应该明白,所述深度相机投射器功耗控制方法可被适用于多类型深度相机,具体而言,所述深度相机投射器功耗控制方法可被适用于一全局曝光深度相机,也可被适用于一卷帘曝光深度相机,本发明在这方面不受限制。

如图2所示,所述投射器10以及所述感光模组20被设置于所述线路板30上的不同位置,所述线路板30设置所述处理器31以及所述脉冲控制器32,其中所述感光模组20通信连接于所述处理器31,以使得所述感光模组20获取的图像数据被传输给所述处理器31被处理,其中所述处理器31通信连接于所述脉冲控制器32,以使得所述脉冲控制器32将所述处理器31处理得到的数据转化为相对应的脉冲信号,其中所述脉冲控制器32通信连接于所述投射器10,以使得所述脉冲控制器32可根据所述脉冲信号动态控制所述投射器10的工作程度,值得一提的是,本发明提到的所述投射器10的工作程度包括所述投射器10的工作时间以及工作亮度。

具体而言,如图4所示,所述感光模组20向所述处理器31传送至少一深度数据s,其中所述深度数据s包括所述目标对象o的相位信息以及灰度信息,所述处理器31处理所述深度数据s,以获取适应此时所述目标对象o的曝光程度,并依据该曝光程度计算所述投射器10的工作时间t和/或亮度l。随后,所述工作时间t以及所述亮度l被传送至所述脉冲控制器32,所述脉冲控制器32将所述工作时间t和/或所述亮度l转化为相对应的脉冲信号m,所述脉冲控制器32以所述脉冲信号m控制所述投射器10的工作状态,从而进一步地降低所述投射器10的功耗。

如图5和6所示,所述控制器31以及所述脉冲控制器32的具体组成被展示。所述控制器31包括至少一距离单元311,至少一区间单元312,至少一判断单元313,至少一工作时间单元314以及至少一亮度单元315,值得注意的是,在本发明的实施例中,所述控制器31被实施为一cpu,当然所述控制器31可被实施为其他任意数据处理设备,本发明在这方面不做限制。当所述控制器31被实施为所述cpu时,以上提到的元件命名仅仅是以功能对所述控制器31进行功能区分,并不作为限制。

所述距离单元311通信地连接于所述感光模组20,具体而言,所述距离单元311通信地连接于所述图像传感器21,以获取所述深度数据s,并计算得到所述目标对象o的一距离数据d。当所述感光模组20被适用于获取所述目标对象o的图像数据时,所述投射器10向着所述目标对象o发射至少一发射光束,所述发射光束被所述目标对象o反射后形成所述反射光束,所述反射光束被所述感光模组20接收,所述图像传感器20处理接收到的所述反射光束,以得到所述目标对象o的所述深度数据s,值得一提的是,所述深度数据s包括所述目标对象o的相位信息,另外,所述图像传感器20可被实施为一全局曝光式,和/或一卷帘曝光式,本发明在这方面不做限制。

所述距离单元311进一步包括一转化模块3111,所述转化模块3111可将所述深度数据s转化为相对应的距离数据d。在本发明的一实施例中,所述线路板30设置至少一数据接口33,所述数据接口33将所述深度数据s传输至至少一上位机,所述上位机基于所述深度数据s计算得到所述目标对象o的所述距离数据d,所述距离数据d从所述上位机被传输回所述转化模块3111,所述上位机可被实施为一pc端,一电子设备端,本发明在这方面不受限制。在本发明的另一实施例中,所述转化模块3111转化所述深度数据s为所述距离数据d,以得到关于所述目标对象o的距离信息。综上所述,所述距离单元311接收所述深度数据s,并得到所述距离数据d,其中所述深度数据s以及所述距离数据d一一对应。

所述区间单元312设置于所述处理器31以存储或设置至少一距离区间q,所述区间单元312进一步包括至少一预设模块3121,其中所述预设模块3121被适用于预设所述距离区间q,值得注意的是,所述距离区间q的设置可人为进行调整。在本发明的实施例中,所述预设模块3121预设所述距离区间q,并形成至少一第一区间q1,至少一第二区间q2以及至少一第三区间q3,其中所述第一区间q1,所述第二区间q2以及所述第三区间q3依据所述目标对象o的距离依次设置。在本发明的实施例中,所述第一区间q1被实施为距离所述深度相机最近的区间,所述第三区间q3被实施为距离所述深度相机最远的区间。当所述目标对象o落入不同的所述距离区间q内,所述处理器311采用不同的方式动态控制所述投射器10的工作程度。当然,熟悉该项技术的人应该明白,所述预设模块3121可预设更多数量的区间,本发明仅仅以三个距离区间进行举例说明,本发明在这方面不做限制。

所述距离单元311以及所述区间单元312通信地连接于所述判断单元313,其中所述判断单元313被适用于判断所述目标对象o的位置处于哪一个距离区间内。具体而言,所述判断单元313进一步包括至少一第一区间模块3131,至少一第二区间模块3132以及至少一第三区间模块3133,其中所述第一区间模块3131,所述第二区间模块3132以及所述第三区间模块3133分别对应于所述第一区间q1,所述第二区间q2以及所述第三区间q3。

所述判断单元313接收所述距离单元311的所述距离数据d,并基于所述距离数据d判断所述目标对象o的所述距离区间q。比如当所述判断单元313判断所述目标对象o处于所述第一区间q1时,所述第一区间模块3131被触发。相类似地,当所述判断单元313判断所述目标对象o处于所述第二区间q2时,所述第二区间模块3132被触发。

在本发明的实施例中,所述第一区间q1被设置为距离所述深度相机0.5m-2m,所述第二区间q2被设置为距离所述深度相机2m-6m,所述第三区间q3被设置于距离所述深度相机大于6m的区间。所述距离数据d可显示所述目标对象o距离所述深度相机的距离,当所述距离数据d显示所述目标对象o距离所述深度相机距离为1.5m时,所述判断单元313触发所述第一区间模块3131,当所述距离数据d显示所述目标对象o距离所述深度相机距离为3m时,所述判断单元313触发所述第二区间模块3132。值得注意的是,所述第一区间q1,所述第二区间q2的数据值仅仅为了举例说明,并不作为限制。

值得一提的是,当所述目标对象o距离所述深度相机较远时,所述投射器10依据正常工作性能工作,即,当所述深度相机被实施为一全局曝光深度相机时,所述投射器10的工作时间取决于所述感光模组20的曝光时间,当所述深度相机被实施为一卷帘曝光深度相机时,所述投射器10的工作时间取决于所述感光模组20的自动曝光时间。当所述目标对象距离所述深度相机较近时,所述投射器10的工作时间被进一步地缩短,或者说,所述感光模组20的曝光时间被进一步地缩短,但是为了保证采取图像的稳定性,所述曝光时间也只能在一定的曝光时间范围内变动。当所述目标对象距离所述深度相机更近时,此时,所述投射器10的亮度被降低,此时,所述感光模组20的曝光时间或者说所述投射器10的工作时间被控制在一最小值。当然,熟悉该项技术的人应该明白,所述投射器10的工作时间以及所述亮度可同时被改变,以改变所述深度相机的曝光程度。

由此,当所述判断单元313判断所述目标对象o处于所述第三区间q3时,所述第三区间模块3133被触发,此时,所述投射器10的所述工作时间t以及所述亮度l不作改动,所述投射器10依据正常的工作状态工作。当所述目标对象o处于所述第三区间q3时,所述目标对象o距离所述深度相机一相对较远的距离。

当所述判断单元313判断所述目标对象o处于所述第二区间q2时,所述第二区间模块3132被触发,此时,所述投射器10的所述工作时间t被调节。当然,在一些实施例中,当所述第二区间3132被触发时,所述投射器10的所述工作时间t以及所述亮度l均被调节。当所述目标对象o处于所述第二区间q2时,所述目标对象o距离所述深度相机一相对较近的距离。

在一些实施例中,当所述判断单元313判断所述目标对象o处于所述第二区间q2时,所述第二区间模块3132被触发,此时,所述投射器10的所述工作时间t被调节,所述第二区间模块3132通信地连接于所述工作时间单元314,其中,所述工作时间单元314依据所述目标对象o的距离计算所述投射器10的所述工作时间t。

在一些实施例中,当所述第二区间3132被触发时,所述投射器10的所述工作时间t以及所述亮度l均被调节,此时,所述投射器10的所述工作时间t以及所述亮度l均被调节,所述第二区间模块3132通信地连接于所述工作时间单元314以及所述亮度单元315。

本实施例将以所述第二区间模块3132联通于所述工作时间单元314为例进行说明,具体而言,所述工作时间单元314进一步包括一时间标准模块3141,其中所述时间标准模块3141设置一时间距离标准,从而使得所述时间标准模块3141获取所述目标对象o的所述距离数据d,并依据所述时间标准计算不同距离位置对应的所述投射器10的所述工作时间t。

为了保证所述深度相机可获取稳定性高的图像,所述投射器10的工作时间,或者说,所述感光模组20的曝光时间被控制在一定的曝光时间范围内。举例而言,当所述目标对象o处于所述第二区间q2时,所述感光模组20的曝光时间在一定曝光时间范围内变化,当然,在该曝光时间区域内,所述目标对象o距离所述深度相机距离越近,所述感光模组20的曝光时间以及所述投射器10的工作时间越少,以此方式降低所述投射器10的功耗。

具体而言,在本发明的实施例中,所述工作时间t与所述距离数据d以线性变化规律变化,或者说,所述时间距离标准被实施为一线性曲线。当然,这仅仅作为一实施方式,而不作为限制。在本发明的实施例中,所述曝光时间区域被控制在18-33ms内变化,即当所述目标对象o的位置被实施为2m-6m时,所述投射器10的所述工作时间t在18-33ms内变化,相对应地,所述感光模组20的所述曝光时间也在18-33ms内变化。

当所述投射器10的所述工作时间t,以及所述感光模组20的曝光时间已经被控制为最小值时,在本发明的实施例中,所述工作时间t以及所述曝光时间被实施为18ms时,所述目标对象o被检测到距离所述深度相机距离依旧较近时,此时所述投射器10的所述亮度l被调节。

或者说,当所述判断单元313判断所述目标对象o处于所述第一区间模块3131时,此时,所述第一区间模块3131被触发,此时,所述投射器10的所述亮度l被调节。当所述目标对象o处于所述第一区间q1时,所述目标对象o距离所述深度相机更近。

当所述目标对象o处于所述第一区间q1时,所述投射器10的所述工作时间t以及所述感光模组20的所述曝光时间已被控制为最小值,在本发明的实施例中,所述工作时间t被控制在18ms。然而此时即使所述投射器10以所述工作时间t工作时,所述感光模组20对所述目标对象o的曝光程度依旧大于实际需求值,此时,所述投射器10的所述亮度l被降低。

所述第一区间模块3131通信地连接于所述亮度单元315,所述亮度单元315依据所述目标对象o的所述距离数据d进一步地控制所述亮度l,所述亮度单元315进一步包括一亮度标准模块3151,其中所述亮度标准模块3151设置一亮度距离标准,从而使得所述亮度标准模块3151获取所述目标对象o的所述距离数据d,并依据所述亮度标准计算不同距离位置对应的所述投射器10的所述亮度l。

为了保证所述深度相机在低功耗的同时获取高质量的图像,所述投射器10的所述亮度l,或者说,所述感光模组20的曝光程度被控制在一定的曝光亮度范围内。举例而言,当所述目标对象o处于所述第一区间q1时,所述投射器10的所述亮度l在一定的曝光亮度范围内变化。

具体而言,在本发明的实施例中,所述亮度l与所述距离数据d以线性变化规律变化,或者说,所述亮度距离标准被实施为一线性曲线。当然,这仅仅作为一实施方式,而不作为限制。在本发明的实施例中,所述亮度范围被控制在40%-80%内变化,即当所述目标对象o的位置被实施为0.5m-2m时,所述投射器10的所述亮度l在40%-80%内变化。当然,当所述目标对象o距离所述深度相机越近时,所述亮度l的对应值也越低。

值得一提的是,所述处理器31获取所述工作时间t以及所述亮度l后,联通所述脉冲控制器32以控制所述投射器10。具体而言,所述脉冲控制器20包括至少一脉冲时长模块321以及至少一脉冲强度模块322,其中所述脉冲时长模块321通过控制所述投射器10的供电时长来控制所述投射器10的所述工作时间t,所述脉冲强度模块322通过控制所述投射器10的电流强度来控制所述投射器10的所述亮度l。

具体而言,所述工作时间单元314通信地连接于所述脉冲时长模块321,其中所述脉冲时间模块321接收所述工作时间t后,将所述工作时间t转化为对应的所述脉冲信号m。所述脉冲信号m的信号程度相关于所述工作时间t,即当所述投射器10的所述工作时间t越长时,所述脉冲信号m的信号长度越长,以此方式,所述脉冲控制器32通过所述脉冲信号m控制所述投射器10的工作时长,从而控制所述感光模组20的曝光程度。

另外,所述亮度单元315通信地连接于所述脉冲强度模块322,其中所述脉冲强度模块322接收所述亮度l后,将所述亮度l转化为对应的所述脉冲信号m。所述脉冲信号m的信号程度相关于所述亮度l,即当所述投射器10的所述所述亮度l越亮时,所述脉冲信号m的信号强度越强,以此方式,所述脉冲控制器32通过所述脉冲信号m控制所述投射器10的工作亮度,从而控制所述感光模组20的曝光程度。

综上所述,所述处理器31依据所述目标对象o的所述距离数据d动态地调整所述投射器10的所述工作时间t以及所述亮度l,从而降低所述投射器10的功耗。

另外,值得一提的是,所述距离区间q在应用过程中可被动态地调整。具体而言,所述深度相机投射器功耗控制方法依据所述目标对象o的所述距离数据d,动态地改变所述投射器10的工作时间t和亮度l。然而,当所述目标对象o处于所述第一区间q1以及所述第二区间q2的临近点附件运动时,所述投射器10的亮度可能需要在不同亮度值之间频繁地变化,这样会导致所述投射器10的亮度不稳定,而对所述投射器10造成不必要的损耗。

为了解决以上问题,所述距离区间q可依据所述目标对象o的距离被动态地调整。具体而言,所述区间单元312进一步包括至少一调整模块3122,其中所述调整模块3122通信地连接于所述预设模块3121以及所述距离单元311,从而使得所述调整模块3122可依据所述目标对象o的距离动态地调整所述距离区间q。

具体而言,当所述处理器31检测到所述目标对象o在所述第一区间q1以及所述第二区间q2之间频繁变动时,所述调整模块3122调整所述第一区间q1以及所述第二区间q2的区间范围,以使得所述目标对象o不处于所述第一区间q1与所述第二区间q2的临界位置。

举例来说,当所述第一区间q1被实施为0.5m-2m,所述第二区间q2被实施为2m-6m时,一目标对象在2m±0.15m处来回运动,则所述投射器10的所述亮度l需要在两类亮度值之间频繁变化。此时可将所述第一区间q1动态调节至0.75m-2.25m,所述第二区间21被实施为2.25m-6.25m之间。

另外,所述处理器61可累计统计所述目标对象o的运动范围,得到所述目标对象o的运动范围区间,所述调整模块3122再依据所述运动范围动态地调整所述第一区间q1以及所述第二区间q2。

根据本发明的另一方面,本发明提供一深度相机投射器功耗控制方法,其中所述深度相机包括至少一投射器10,至少一感光模组20以及至少一线路板30,其中所述投射器10,所述感光模组20被设置于所述线路板30的不同位置,所述投射器10向至少一目标对象o发射至少一发射光束,所述发射光束被所述目标对象o反射后被所述感光模组20接收,所述深度相机投射器功耗控制方法可依据所述目标对象o的距离动态控制一投射器10的工作时间和亮度,所述深度相机投射器功耗控制方法包括以下步骤:

s1:获取所述目标对象o的一距离数据d;

s2:一脉冲控制器32依据所述距离数据d,动态控制所述投射器10的一工作时间t和/或一亮度l。

值得一提的是,在本发明的实施例中,所述投射器10的工作程度包括所述工作时间t以及所述亮度l,所述投射器10的所述工作时间t以及所述强度l的任一参数发生变动时,所述投射器10向外发射的所述发射光束被改变,从而改变所述深度相机的曝光程度,所述深度相机投射器功耗控制方法通过降低所述投射器10的功耗,以降低所述深度相机的功耗。

所述步骤s2进一步包括以下步骤:

s21:设置于所述线路板30的一处理器31的一判断单元313依据所述距离数据d,判断所述目标对象o的一距离区间q,当所述距离区间q被实施为一第二区间q2时,执行步骤s22,当所述距离区间q被实施为一第二区间q1时,执行步骤s23。

在这里需要提到的是,所述距离区间q的距离范围可人为设定和调整。在本发明的实施例中,所述距离区间q包括至少一第一区间q1,至少一第二区间q2以及至少一第三区间q3,其中所述第一区间q1,所述第二区间q2以及所述第三区间q3依据所述目标对象o的距离依次设置。在本发明的实施例中,所述第一区间q1被实施为距离所述深度相机最近的区间,所述第三区间q3被实施为距离所述深度相机最远的区间。当所述目标对象o落入不同的所述距离区间q内,所述处理器31采用不同的方式动态控制所述投射器10的工作程度。当然,熟悉该项技术的人应该明白,本发明仅仅以三个距离区间进行举例说明,本发明在这方面不做限制。

其中所述步骤s22如下:

s22:一工作时间单元314依据所述距离数据d,计算所述投射器10的所述工作时间t,所述脉冲控制器32依据所述工作时间t控制所述投射器10。

其中步骤s23如下:

s23:一亮度单元315依据所述距离数据d,计算所述投射器10的所述亮度l,所述脉冲控制器32依据所述亮度l控制所述投射器10。

值得注意的是,当所述距离区间q被实施为所述第一区间q1时,所述投射器10的所述工作时间t被设置为一工作时间最小值。

则所述步骤s23进一步包括以下步骤:所述工作时间单元314得到一工作时间最小值,所述脉冲控制器32依据所述工作时间最小值控制所述投射器10。

另外,所述步骤s22进一步包括以下步骤:

s221:所述工作时间单元314获取所述距离数据d;

s222:对比所述距离数据d以及一时间距离标准,计算得到所述工作时间t;

s223:所述脉冲控制器32接收所述工作时间t,并转化为一脉冲信号m;

以及

s224:所述脉冲控制器32以所述脉冲信号m控制所述投射器10。

即当所述处理器31判断所述目标对象o处于所述第二区间q2时,所述工作时间单元314依据所述时间距离标准,计算所述投射器10的所述工作时间t。值得一提的是,为了保证所述深度相机可获取稳定性高的图像,所述投射器10的工作时间,或者说,所述感光模组20的曝光时间被控制在一定的曝光时间范围内。举例而言,当所述目标对象o处于所述第二区间q2时,所述感光模组20的曝光时间在一定曝光时间范围内变化,当然,在该曝光时间区域内,所述目标对象o距离所述深度相机距离越近,所述感光模组20的曝光时间以及所述投射器10的工作时间越少,以此方式降低所述投射器10的功耗。具体而言,在本发明的实施例中,所述工作时间t与所述距离数据d以线性变化规律变化,或者说,所述预设时间距离标准被实施为一线性曲线。当然,这仅仅作为一实施方式,而不作为限制。

另外,所述步骤s23进一步包括以下步骤:

s231:所述亮度单元315获取所述距离数据d;

s232:对比所述距离数据d以及一亮度距离标准,计算得到所述亮度l;

s233:获取所述脉冲控制器32接收所述亮度,并转化为一脉冲信号m;以及

s224:所述脉冲控制器32以所述脉冲信号m控制所述投射器10。

相类似地,为了保证所述深度相机在低功耗的同时获取高质量的图像,所述投射器10的所述亮度l,或者说,所述感光模组20的曝光程度被控制在一定的曝光亮度范围内。举例而言,当所述目标对象o处于所述第一区间q1时,所述投射器10的所述亮度l在一定的曝光亮度范围内变化。具体而言,在本发明的实施例中,所述亮度l与所述距离数据d以线性变化规律变化,或者说,所述预设亮度距离标准被实施为一线性曲线。当然,这仅仅作为一实施方式,而不作为限制。

另外,所述深度相机投射器功耗控制方法依据所述目标对象o的所述距离数据d,动态地改变所述投射器10的工作时间和亮度。然而,当所述目标对象o处于所述第一区间q1以及所述第二区间q2的临近点附近运动时,所述投射器10的亮度可能需要在不同亮度值之间频繁地变化,这样会导致所述投射器10的亮度不稳定,而对所述投射器10造成不必要的损耗。

所述深度相机投射器功耗控制方法进一步包括以下步骤:

s3:一区间单元312依据所述目标对象o的所述距离数据d,动态地调整所述距离区间q。

所述步骤s3进一步包括以下步骤:

s31:所述区间单元312获取所述目标对象o的所述距离数据d;

s32:比对所述距离数据d与所述第一区间q1和所述第二区间q2,当所述距离数据d处于所述第一区间q1以及所述第二区间q2的临界点时,执行步骤s33;以及

s33:动态调整所述第一区间q1以及所述第二区间q2,以使得所述距离数据d不处于所述第一区间q1以及所述第二区间q2的临界位置。

当然,在一实施例中,所述深度相机投射器功耗控制方法进一步包括以下步骤:

s4:统计所述目标对象o的运动范围,动态调整所述距离区间q。

具体而言,所述处理器61可累计统计所述目标对象o的运动范围,得到所述目标对象o的运动范围区间,所述调整模块3122再依据所述运动范围动态地调整所述第一区间q1以及所述第二区间q2。

另外所述步骤s1中,所述目标对象o的所述图像数据t通过所述处理器31获取,所述处理器31包括一距离单元311,其中所述距离单元311通信地连接于所述感光模组20,具体而言,所述距离单元311通信地连接于所述图像传感器21,以获取所述深度数据s,并计算得到所述目标对象o的距离数据d。值得一提的是,所述深度数据s包括所述目标对象o的相位信息.

所述距离单元311进一步包括一转化模块3111,所述转化模块3111可将所述深度数据s转化为相对应的距离数据d。在本发明的一实施例中,所述线路板30设置至少一数据接口33,所述数据接口33将所述深度数据的数据传输至至少一上位机,所述上位机基于所述深度数据s计算得到所述目标对象o的所述距离数据d,所述距离数据d从所述上位机被传输回所述转化模块3111,所述上位机可被实施为一pc端,一电子设备端,本发明在这方面不受限制。在本发明的另一实施例中,所述转化模块3111自行进行距离计算并转化所述深度数据s为所述距离数据d,以得到关于所述目标对象o的距离信息。综上所述,所述距离单元311接收所述深度数据s,并得到所述距离数据d,其中所述深度数据s以及所述距离数据d一一对应。

即所述步骤s1进一步包括以下步骤:

s1:设置于所述线路板30上的一距离单元311获取所述目标对象o的深度数据s;

s2:分析所述深度数据s,得到所述图像数据t。

另外,本领域的技术人员应理解,上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明,在没有背离所述原理下,本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

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