可调光学模组测试设备及系统的制作方法

本实用新型涉及光学测量及制造领域，具体涉及一种可调光学模组测试设备及系统。

背景技术：

结构光深度相机可以用于采集深度图像，进一步实现3D建模、手势识别、体感交互、人脸识别等功能。结构光深度相机分为单目结构光深度相机以及双目结构光深度相机，其主要部件包括结构光投影模组以及采集相机模组，二者之间的间距即基线将直接影响深度相机的测量精度以及测量范围。

在深度相机的设计及制造过程中，基线是需要考虑的重要要素之一，往往需要在深度相机的性能指标满足的前提下，尽可能设计出一个最合理的基线长度。已有技术中仍缺乏一种行之有效的用于确定基线长度的方案。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提出一种可调光学模组测试设备及系统，其能够有效、方便、快捷地对深度相机中光学模组之间不同的基线长度进行测试。

本实用新型提供一种可调光学模组测试设备，包括：相互垂直设置的第一导轨和第二导轨；所述第一导轨上设置有第一可移动支撑，所述第一可移动支撑上安装有采集相机模组；所述第二导轨上设置有第二可移动支撑，所述第二可移动支撑上安装有光学投影模组。

在一些实施例中，还包括标尺，所述标尺与所述第一导轨平行，并用于测量距离。

在一些实施例中，所述第二导轨设置在第一导轨的中间。所述第二可移动支撑携带所述光学投影模组处在所述第一导轨与所述第二导轨的交汇处，所述第一可移动支撑携带所述采集相机模组处在所述第二导轨的一侧或两侧。

在一些实施例中，所述第一可移动支撑和/或所述第二可移动支撑通过外界人工施力或自动化设备以移动。

在一些实施例中，所述第一可移动支撑或所述第二可移动支撑上还设置有温度控制器件。

在一些实施例中，所述第一可移动支撑和/或所述第二可移动支撑上还设置有姿态调整器件，用于对所述采集相机模组和/或所述光学投影模组进行姿态控制。

本实用新型还提供一种可调光学模组测试系统，包括：如上所述的可调光学模组测试设备；与所述第一导轨平行的测试板；计算设备，用于连接并控制所述可调光学模组测试设备，并基于采集相机模组所采集到的光学图案进行计算与评价。

在一些实施例中，还包括光源与箱体，所述光源设置在所述测试板面向所述可调光学模组测试设备的一侧，和/或所述光源设置在所述测试板背向所述可调光学模组测试设备的一侧。所述箱体罩设在所述可调光学模组测试设备及所述测试板的外围。

本实用新型的有益效果：通过设置相互垂直的第一导轨与第二导轨，并利用可移动支撑使采集相机模组与光学投影模组可沿着第一导轨与第二导轨进行移动，从而能够有效、方便、快捷地对深度相机中光学模组之间不同的基线长度进行测试。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的可调光学模组测试设备示意图。

图2为本实用新型一个实施例的可调光学模组测试系统示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本实用新型作进一步详细说明，应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

图1所示的是根据本实用新型一个实施例的可调光学模组测试设备示意图。可调光学模组测试设备10包括相互垂直放置的两条导轨：第一导轨101以及第二导轨102。在第一导轨101上设置了第一可移动支撑103，第一可移动支撑可以包括多个，如103a和103b，在第一可移动支撑上安装有采集相机模组105；在第二导轨102上设置了第二可移动支撑104，第二可移动支撑可以包括多个，如104a和104b，在第二可移动支撑104上安装有光学投影模组106(比如结构光投影模组)。

在一些实施例中，设备10还包括有用于衡量移动距离尺度的标尺107，图中仅示意性给出第一导轨101对应的单个标尺，可以理解的是，为了实际需要，也可以为第二导轨设置标尺，另外也可以为单个导轨设置多个标尺，比如在导轨两侧均设置标尺，如此的好处是可以确保可移动支撑在移动的过程中保持平行。

第一导轨101以及第二导轨102垂直设置，在一个实施例中，第二导轨102设置在第一导轨101的中间，即第一导轨101分成两个部分，分别设置在第二导轨102两侧。

第一可移动支撑103以及第二可移动支撑104可以沿着导轨进行移动，支撑与导轨之间可以配置成任意移动形式，比如轮式移动、刚性滑动等。在支撑进行移动时，可以由外界施加力以移动，也可以在设备10中增加液压、电机等形式的自动化移动器件，并通过数字化系统(比如计算机、电气控制系统等)进行控制。

采集相机模组105、光学投影模组106分别被固定在第一可移动支撑103以及第二可移动支撑104上，比如通过夹具固定或其他形式固定，由此通过第一可移动支撑103以及第二可移动支撑104的移动则可以实现采集相机模组105以及光学投影模组106的移动。

在一些实施例中，在第一可移动支撑103或第二可移动支撑104上还设置有温度控制器件108，比如半导体致冷器(TEC)，从而来实现对采集相机模组105以及光学投影模组106的温度控制。图中仅示意性给出一个TEC108的布置示意图，可以理解的是，根据实际需要，可以将TEC以任意形式、任意位置安装在可移动支撑上。

在一些实施例中，第一可移动支撑103和/或第二可移动支撑104还可以增加如角位台、旋转台等姿态调整器件，以使得可以通过控制实现对采集相机模组105和/或光学投影模组106的姿态控制，由此可以实现其他功能，比如测试不同姿态下的深度图像精度等。

本实用新型所示的装置可以用于在不同基线(包括不同基线长度，不同基线角位方向)下、不同温度下对由光学投影模组106以及采集相机模组105组成的深度相机进行测试，比如深度成像测试等。

在一个实施例中，由单个光学投影模组106以及单个采集相机模组105组成单目深度相机，在利用本实用新型的可调光学模组测试设备10进行测试时，设备10包含分别设置在第一导轨101以及第二导轨102上的单个第一可移动支撑103以及单个第二可移动支撑104，采集相机模组105以及光学投影模组106分别设置在第一可移动支撑103以及第二可移动支撑104上。在进行测试时，可以将第二可移动支撑104移动至第一导轨103与第二导轨104交汇处并固定，随后移动第一可移动支撑103并在不同的基线下进行测试。

在一个实施例中，由单个光学投影模组106以及多个采集相机模组105组成多目深度相机，比如以双目深度相机为例进行说明。此时，设备10包含设置在第一导轨101上的第一可移动支撑103a以及103b，其上分别固定有采集相机模组105，同时还包含设置在第二导轨102上的第二可移动支撑104，其上固定有光学投影模组106。在进行测试时，可以将第二可移动支撑104移动至第一导轨103与第二导轨104交汇处并固定，随后移动第一可移动支撑103a以及103b并在不同的基线下进行测试。这里的基线既可以指第一可移动支撑103a或103b上采集相机模组105与第二可移动支撑104上光学投影模组106之间的距离，也可以指第一可移动支撑103a与103b上采集相机模组105之间的距离。

在一个实施例中，为了减少由不同光学投影模组106之间个体差异给测试带来的影响，设备10还包含设置在第二导轨102上的多个光学投影模组106，比如图1中示意性给出在第二导轨102上设置了两个第二可移动支撑104a以及104b，且分别在两个可移动支撑上固定有光学投影模组106。在测试时，可以分别将不同的光学投影模组106移动至第一导轨101与第二导轨102交汇处并对该光学投影模组进行测试。

在一些实施方式中，也可以增加温度控制器件108。在温度、基线两种因素下，一种方式是保持温度不变，改变基线进行测试；另一种方式是保持基线不变，改变温度进行测试。

在一些实施方式中，也可以通过控制采集相机模组105和/或光学投影模组106的姿态，并在基线和/或温度一定的情况下，测试不同姿态对深度图像精度的影响，或者也可以用于验证一些标定、校准等算法对姿态变化引起的深度成像误差补偿效果等。

可以理解的是，上述“第一”、“第二”仅是为了描述便利而进行的说明，二者之间也可以进行任意互换，比如第一导轨上也可以设置第二可移动支撑。

可以理解的是，上述可调光学模组测试设备10还可以包括用于支撑第一导轨101、第二导轨102等的支撑平台，比如光学防震平台等。

图2是根据本实用新型一个实施例的可调光学模组测试系统示意图。可调光学模组测试系统20包含图1所示的可调光学模组测试设备10，此外还设置有测试板203、计算设备202，在一些实施例中还包含箱体201、光源204。光源204可以为多个，其可以设置在测试板面向所述可调光学模组测试设备的一侧，如图2所示的204a、204b；也可以设置在测试板背向所述可调光学模组测试设备的一侧，如图2所示的204c以及204d，光源204可提供必要的照明，比如提供泛光照明或者模拟不同的照明条件对深度图像的影响。测试板203即可以是平板也可以是具有3D轮廓形状的物体。箱体罩设在可调光学模组测试设备、测试板及光源的外围，以避免外界不确定因素所带来的误差。

在一个实施例中，利用该可调光学模组测试系统20进行单目或双目深度相机在不同基线下的深度测量精度测试，测试板203为一块平整的漫反射板，被固定在箱体201距离深度相机(光学投影模组以及采集相机模组)一定距离的位置上，计算设备202用于控制深度相机各个部件的工作以及可调光学模组测试设备(比如控制可移动支撑的移动)。在一个实施例中，计算设备202控制可移动支撑的移动使得深度相机处于不同的基线下，并在每个基线位置处，控制光学投影模组104向测试板203投射光学图案(比如结构光图案)，并控制采集相机模组103a和/或103b采集该测试板上的光学图案，随后计算设备基于所采集到的光学图案进行深度图像计算，并对不同基线下的深度图像进行评价以衡量深度图像精度与基线之间的关系，比如：基线长度是否合理进行衡量，基于衡量的结果可以对光学设计、机构设计和工艺实现等进行验证和修正。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本实用新型的保护范围。