深度数据监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及监控安防领域，更具体而言，涉及能够获取监控空间的深度数据的系统。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，各种安防监控设备已广泛应用于银行、写字楼、街道、机场等多种公共场所。现有的安防监控设备一般采用输出模拟或数字图像信号的传感器对监控区域进行连续拍摄，以获得关于监控区域的视频数据，达到对监控区域进行监控的目的。
[0003]但是，一方面，现有的安防监控设备大多只能获得监控区域的二维图像信息，无法获得监控区域中目标物体的真实三维信息；另一方面，在功率一定的情况下，监控设备中的照明系统向较远处的监控空间投射的光的强度较弱，使得监控设备所能监控的距离有限，而提高照明系统的功率又会造成能源的浪费，并增加成本。
[0004]因此，需要一种在不显著增加功耗的前提下能够监控较远处的监控区域的三维信息的深度数据监控系统。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的一个技术问题是提供一种在不增加功耗的前提下能够监控较远处的监控区域的三维信息的深度数据监控系统。
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种深度数据监控系统，包括:红外编码投影系统，具有预定的工作周期，并且在每个工作周期内以多种工作模式工作，每个工作模式的工作时期不同，在不同的工作模式下，红外编码投影系统向监控空间内不同的投射区域投射带有红外纹理的红外光束;成像装置，用于以预定的帧周期对监控空间成像，以形成包含纹理信息的红外纹理图像，工作周期的长度与帧周期的长度相同，红外编码投影系统的不同工作模式的投射区域分别对应于成像装置的不同像素区域，红外编码投影系统的每个工作模式的工作时期与成像装置的对应于该工作模式的像素区域的曝光期至少部分重叠，使得成像装置的各个像素区域能够对其所对应的工作模式下投射的红外光束的反射光成像。
[0007]由此，红外编码投影系统采用分布式投射的方式，在一个工作周期内向监控空间的不同区域投射带有纹理信息的红外光束，使得成像装置获取监控空间的带有纹理信息的红外纹理图像，通过对所获取的红外纹理图像进行分析，就可以获得监控空间的深度数据。另外，由于红外编码投影系统采用分布式投射的方式，这样，在红外编码投影系统的工作功率一定的情况下，红外编码投影系统可以向更远处投射红外光束，并使得投射到监控空间的红外光束的亮度较强，使得成像装置所获取的红外纹理图像中的纹理信息更加清晰、可辨，使得系统能够监控更远位置处的监控空间，并提高所获得的监控空间的深度数据的准确性。
[0008]优选地，在每个帧周期内，成像装置的所有像素区域具有相同的曝光期，并在曝光期内同步曝光，红外编码投影系统在曝光期内遍历多种工作模式。
[0009]优选地，该系统还可以包括触发信号发生装置，用于向成像装置发送触发信号，以触发成像装置对其一行像素的复位操作，其中，成像装置响应于触发信号，对其像素逐行依次执行复位操作，每一行像素的相邻两次复位操作之间的时间差为帧周期，每一行像素在复位操作之后开始曝光，并且在经过相同的有效曝光时间后对该行像素进行数据读取操作，红外编码投影系统的每个工作模式的投射区域分别对应于成像装置的若干行像素，每个工作模式的工作时期包括该工作模式对应的若干行像素中每一行像素的有效曝光期，并且在帧周期内除有效曝光期之外的时期内至少部分时间停止该工作模式。
[0010]优选地，红外编码投影系统包括多个红外编码投影装置，在不同的工作模式下，由不同的红外编码投影装置投射红外光束。
[0011]由此，在采用多个红外编码投影装置以实现分布式投射时，每个红外编码投影装置对应于成像装置的若干行像素，且在每个工作周期内，每个红外编码投影系统都有一定的休息时间(断电时间)，这样，在不影响获取监控空间的包含深度数据的红外纹理图像的前提下，可以避免因长时间工作引起的器件发热对红外光编码投影装置造成的老化等损害，使得每个红外光发生器可以尽可能达到其使用寿命。
[0012]优选地，该系统还可以包括:处理器，用于分析成像装置在每个帧周期内所成的红外纹理图像，以确定红外纹理图像中每一个纹理片段相对于成像装置的深度数据。
[0013]优选地，成像装置包括一个红外光图像传感器，处理器根据红外编码投影系统在不同工作模式下所投射的红外纹理在多个已知纵深距离的参考面纹理，能够确定红外纹理图像中每一个纹理片段的深度数据。
[0014]优选地，成像装置包括两个红外光图像传感器，两个红外光图像传感器之间具有预定相对空间位置关系，两个红外光图像传感器分别用于对监控空间成像，处理器根据两个红外光图像传感器之间的预定相对空间位置关系、基于红外纹理中同一个纹理片段在两个红外纹理图像中相对应地形成的纹理片段图像的位置差异，能够确定该纹理片段相对于两个红外光图像传感器的深度数据，从而确定红外纹理图像中每一个纹理片段的深度数据。
[0015]优选地，该系统还可以包括:可见光成像装置，用于对监控空间成像，可见光成像装置所成的像是包含监控空间的色彩信息的图像，基于所确定的监控空间的深度数据及监控空间的色彩信息，处理器能够融合出包含监控空间的深度数据及色彩信息的图像。
[0016]优选地，该系统还可以包括:红外光过滤装置，设置在可见光成像装置的前端，用于滤除红外光。
[0017]其中，红外光过滤装置被配置为滤除波长在780nm-l10nm之间的红外光。
[0018]综上，本发明的深度数据监控系统中的红外编码投影系统采用分布式投射的方式向监控空间的不同区域投射带有纹理信息的红外光束，使得系统能够监控更远处的空间，并且基于本发明的深度数据监控系统能够获取包含监控空间的深度数据的红外纹理图像，通过对该图像进行分析，就可以获取监控空间的深度数据。
【附图说明】
[0019]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。
[0020]图1示出了本发明一实施例的深度数据监控系统的示意性方框图。
[0021 ]图2示出了本发明另一实施例的深度数据监控系统的示意性方框图。
[0022]图3示出了本发明一实施例的成像装置的成像过程的示意性原理图。
[0023]图4示出了本发明一实施例的红外编码投影系统的组成示意图。
[0024]图5示出了本发明一实施例的红外编码投影系统向监控空间投射带有纹理的红外光束的投射结果示意图。
[0025]图6示出了本发明另一实施例的深度数据监控系统的示意性方框图。
[0026]图7示出了本发明另一实施例的深度数据监控系统的示意性方框图。
【具体实施方式】
[0027]下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0028]图1是根据本发明一实施例的深度数据监控系统的示意性方框图。
[0029]如图1所示，本发明的深度数据监控系统包括红外编码投影系统I和成像装置2。
[0030]红外编码投影系统I用于向监控空间投射经过编码后的带有纹理的红外光束，其中，红外编码投影系统I所投射的红外光束所携带的纹理可以是随机散斑纹理，也可以是采用De ruijn(德布鲁因)序列的条纹编码纹理，当然还可以是其它形状的纹理。红外编码投影系统I所投射的带有纹理的红外光束可以在监控空间内形成具有一定分布的纹理图案。
[0031]红外编码投影系统I具有预定的工作周期，并且在每个工作周期内以多种工作模式工作，每个工作模式的工作时期不同，在不同的工作模式下，红外编码投影系统I向监控空间内