深度数据检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及三维检测技术领域，具体地说，涉及一种深度数据检测系统。
【背景技术】
[0002]三维信息亦可称深度信息或景深信息，其在现代图像信息采集技术中的重要性日益显现，尤其在监控安防、体感操作及机械自动化等应用中。
[0003]现有的深度检测设备一般采用辅助离散光源进行照明，如结构光等，通过检测结构光的相位移动从而计算得到所测物体表面的深度信息.简单地说，该测量设备首先向待测体表面投射带有编码信息的二维激光纹理图案，例如离散化的散斑图，另一处位置相对固定的图像采集装置对激光纹理进行连续采集，处理单元将采集的激光纹理序列与预先存储在寄存器内的已知纵深距离的参考面纹理序列进行比较，计算出投射在自然体表面的各个激光纹理序列片段的纵深距离，并进一步测量得出待测物表面的三维数据。基于这种结构光检测的三维测量技术采用并行图像处理的方法，能够一定程度上检测到待检测物体的深度信息。
[0004]但是这种深度检测设备只能对待检测物体上存在纹理片段的位置处的深度数据进行检测，而对于待检测物体上没有投射到纹理片段的位置处的深度数据则无法准确地得出。
[0005]因此，需要一种可以更加全面地获取待检测物体的深度数据的深度数据检测系统。
【实用新型内容】
[0006]针对【背景技术】中提到的问题，本实用新型的目的在于提供一种可以更加全面地获取待检测物体的深度数据的深度数据检测系统。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供了一种深度数据检测系统，该系统包括:红外编码投影系统，具有多种工作模式，在每一种工作模式下以不同的投射角度和/或从不同的位置向被测空间投射带有纹理的红外光束，以在被测空间中的待检测物体上形成随机分布的红外纹理；两个红外光图像传感器，用于分别对被测空间成像，从而形成两个红外纹理图像，两个红外光图像传感器之间具有预定相对空间位置关系，从而使得能够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、以及预定相对空间位置关系，确定红外纹理相对于两个红外图像传感器的深度数据;控制器，分别与红外编码投影系统和两个红外光图像传感器连接，用于控制两个红外光图像传感器同步拍摄，并在两个红外光图像传感器每一帧曝光结束后，将红外编码投影系统切换到下一工作模式。
[0008]优选地，控制器通过向两个红外光图像传感器发送触发信号来触发两个红外图像传感器进行成像，控制器通过向红外编码投影系统发送切换信号来切换红外编码投影系统的工作模式，其中，触发信号与切换信号同步
[0009]优选地，红外编码投影系统可以包括多个红外编码投影装置，多个红外编码投影装置位于两个红外光图像传感器中间的不同位置，在不同的工作模式下，控制器切换不同的红外编码投影装置投入工作。
[0010]优选地，红外编码投影装置的数量小于等于5。
[0011]优选地，该系统还可以包括设置在红外编码投影系统的投射方向上的红外光检测装置，基于红外光检测装置能够确定哪一个红外编码投影装置处于工作状态。
[0012]优选地，多个红外编码投影装置所投射的红外光束被以不同的方式调制，使得通过分析红外光检测装置接收到的红外光信号，能够确定哪一个红外编码投影装置处于工作状态。
[0013]优选地，在每个红外编码投影装置的投射方向上分别设置有红外光检测装置，响应于接收到红外光信号的红外光检测装置，确定与该红外光检测装置所对应的红外编码投影装置处于工作状态。
[0014]优选地，两个图像传感器的光学成像中心的连线为基线方向，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在基线方向。
[0015]优选地，红外编码投影装置包括:红外发生器，用于产生红外光;光学系统，用于将红外发生器产生的红外光变成带有纹理的红外光束。
[0016]优选地，红外光发生器的发光频率是红外图像传感器的帧频的整数倍。
[0017]本实用新型的有益技术效果在于，基于本实用新型所提出的深度数据检测系统，能够获取多种工作模式下待检测物体的红外图像，不同工作模式下获取的红外图像包含了待检测物体上不同位置的深度信息。因此，基于本实用新型所获取的多种工作模式下的红外图像，可以得到能更加全面地反映待检测物体的深度信息的深度数据。
【附图说明】
[0018]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。
[0019]图1示出了根据本实用新型一实施例的深度数据检测系统的示意性方框图。
[0020]图2示出了根据本实用新型另一实施例的深度数据检测系统的示意性方框图。
[0021 ]图3示出了根据本实用新型另一实施例的深度数据检测系统的示意性方框图。
[0022]图中标号的具体含义为:1、红外编码投影系统，2、第一红外光图像传感器，3、第二红外光图像传感器，4、控制器，1-1?1-N、红外光图像传感器，6、红外光检测装置。
【具体实施方式】
[0023]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。
[0024]如前所述，现有的深度数据检测系统不能获取待检测物体上较多位置处的深度数据，使得基于现有的深度数据检测系统得到的待检测物体的深度数据不能准确地反映待检测物体表面细节位置的深度信息。为此，本实用新型提供了一种能够获取待检测物体上更多位置处的深度数据的深度数据检测系统，使得基于本实用新型的深度数据检测系统，可以得到能更加全面地反映待检测物体的深度信息的深度数据。
[0025]图1示出了根据本实用新型一实施例的深度数据检测系统的示意性方框图。
[0026]如图1所示，本实用新型的深度数据检测系统包括红外编码投影系统1、第一红外图像传感器2、第二红外图像传感器3以及控制器4。
[0027]本发明实施例中的红外编码投影系统I用于向被测空间投射带有纹理的红外光束，以在被测空间中的待检测物体上形成随机分布的红外光纹理。其中，红外编码投影系统3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 Bruijn(德布鲁因序列)序列的条纹编码纹理，当然还可以是其它形状的纹理。
[0028]红外编码投影系统I具有多种工作模式，在不种工作模式下红外编码投影系统I可以以不同的投射角度或从不同的位置或同时在不同的位置以不同的投射角度向被测空间投射带有纹理的红外光束，以使得在不同的工作模式下，被测空间中的待检测物体上可以形成具有不同分布的纹理图案，即不同工作模式下，投射在待检测物体上的多个纹理片段分布在待检测物体上不同的位置。其中，红外编码投影系统I在不同工作模式下所投射的红外光束所携带的纹理信息可以是相同的，也可以不同的。
[0029]第一红外图像传感器2和第二红外图像传感器3之间具有预定相对空间位置关系，对于红外编码投影系统I所处的每一种工作模式，第一红外图像传感器2和第二红外图像传感器3都可以对被测空间进行拍摄，以获取不同工作模式下被测空间中待检测物体的图像。其中，第一红外图像传感器2和第二红外图像传感器3所获取的图像是由带有纹理的红外光束投射到待检测物体上而形成的红外纹理图像。
[0030]由于不同工作模式下，被测空间中的待检测物体上具有不同分布的纹理图案，因此，不同工作模式下，第一红外图像传感器2和第二红外图像传感器3获取的待检测物体的红外纹理图像中的纹理片段的分布不同。
[0031]控制器5分别与红外编码投影系统I和两个红外光图像传感器(第一红外光图像传感器2、第二红外光图像传感器3)连接，可以控制两个红外光图像传感器同步拍摄，并且控制器5可以切换红外编码投影系统I的工作模式，使得两个红外光图像传感器每一帧曝光(拍摄)完成后，可以将红外编码投影系统I切换到下一工作模式。
[0032]具体地说，控制器5可以通过向两个红外光图像传感器发送触发信号来触发两个红外图像传感器同步成像，并通过向红外编码投影系统I发送切换信号来切换红外编码投影系统I的工作模式，其中，触发信号与切换信号可以同步发送。
[0033]这样，红外编码投影系统I可以响应于切换信号切换到下一个工作模式，而第一红外光图像传感器2和第二红外光图像传感器3可以同时响应于接收到触发器5发出的触发信号，对下一个工作模式下的被测空间进行成像。
[0034]由于第一红外光图像传感器2和第二红外光图像传感器3能够获取多种工作模式下待检测物体的红外图像，而不同工作模式下获取的红外图像可以反映待检测物体不同位置的深度信息。因此，基于本实用新型所获取的多种工作模式下的待检测物体的红外图像，可以得到能更加准确地反映待检测物体的深度信息的深度数据。
[0035]具体来说，可以对基于本实用新型实施例的深度数据测量系统获取的多种工作模式下的红外图像进行处理，计算得到不同工作模式下的待检测物体的红外图像的深度数据，然后将多种工作模式下计算得到的深度数据融合，就可以得到能更加准确地反映待检测物体的深度信息的深度数据。
[0036]例如，可以将两个图像传感器的光学成像中心的连线作为基线方向，此时，每种工作模式下，待检测物体上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在基线方向上。这样，对于每一种工作模式来说，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、基于待检测物体上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，可以确定该纹理片段的深度数据。由此，可以确定待检测物体上多个纹理片段的深度数据，即确定待检测物体上的红外纹理相对于两个红外光图像传感器的深度数据。由此，可以得到不种工作模式下待检测物体上各个纹理片段的深度数据。由于不同工作模式下待检测物体上的纹理片段的分布不同，因此可以融合不种工作模式下所