一种双目散斑立体相机系统的制作方法

文档序号:31278067发布日期:2022-08-27 01:06阅读:172来源:国知局
一种双目散斑立体相机系统的制作方法

1.本技术涉及三维相机技术领域,特别是涉及一种双目散斑立体相机系统。


背景技术:

2.双目立体相机是一种深度相机,其利用两个摄像头模仿人眼来对三维空间中的立体目标进行图像抓取,通过对两个摄像头进行特征匹配以及对所抓取的图像进行数据处理,来得到具有深度信息的深度图像,深度信息包括该目标在三维空间中的景深距离等。通过深度信息结合该图像的二维坐标信息等,即可还原该目标在三维空间中的真实场景。
3.现有技术中,双目立体相机常搭载结构光投射装置,将结构光投射到立体目标上,由于具有不同深度信息的目标将会呈现出不同的投影效果,则对投影效果进行视差分析即可得到该目标的深度信息。然而,现有的双目立体相机存在一定的问题,其所获取的深度图像的质量容易受所投射的结构光和目标自身的反射光的影响,从而出现深度图像的质量较低的情况,例如所投射的结构光的能量和密度随着图像采集的距离增加而急剧下降,导致所获取的图像模糊不清;或当目标具有高反射性时,所获取的深度图像的质量难以保证等。


技术实现要素:

4.本技术实施例的目的在于提供一种双目散斑立体相机系统,以提高所获取的深度图像的质量。具体技术方案如下:
5.本技术实施例提供了一种双目散斑立体相机系统,所述系统包括:
6.双目相机和散斑投射设备,所述双目相机包括第一成像单元及第二成像单元,其中,所述散斑投射设备与所述双目相机的相对位置可调;
7.所述散斑投射设备,用于向待测量对象的表面投射散斑;
8.所述双目相机,用于利用第一成像单元采集表面包括散斑的待测量对象的第一图像数据,利用第二成像单元采集表面包括散斑的待测量对象的第二图像数据;基于所述第一图像数据中的散斑及所述第二图像数据中的散斑,计算得到所述待测量对象的深度信息,其中,所述第一成像单元及所述第二成像单元的公共视野内存在散斑。
9.在一种可能的实施方式中,所述双目相机还用于:利用第一成像单元采集包括表面包括散斑的待测量对象的第一测试图像数据,利用第二成像单元采集表面包括散斑的待测量对象的第二测试图像数据;对所述第一测试图像数据中的散斑及所述第二测试图像数据中的散斑进行分析,得到所述散斑投射设备的调整参数,其中,所述调整参数包括位置调整参数;展示所述调整参数,以使用户根据所述调整参数中的位置调整参数调整所述散斑投射设备的位置。
10.在一种可能的实施方式中,所述散斑投射设备包括多个投射器,所述第一成像单元及所述第二成像单元的公共视野内存在多个散斑,所述调整参数还包括能量调整参数;
11.所述双目相机具体用于:对所述第一测试图像数据中的散斑及所述第二测试图像数据中的散斑进行分析,得到所述公共视野内各单位面积区域中散斑的散斑密度参数及散
斑能量参数;根据所述散斑密度参数确定待进行位置调整的第一投射器以及所述第一投射器的位置调整参数,根据所述散斑能量参数确定待进行亮度调整的第二投射器以及所述第二投射器的能量调整参数;展示所述调整参数,以使用户根据所述位置调整参数调整所述第一投射器的位置,根据所述能量调整参数调整所述第二投射器的投射光亮度。
12.在一种可能的实施方式中,所述双目相机还用于:在所述散斑密度参数表示各所述单位面积区域内散斑的密度均处于预设密度区间内,且所述散斑能量参数表示各所述单位面积区域内散斑的平均亮度均处于预设亮度区间内的情况下,判定所述散斑投射设备调整完成。
13.在一种可能的实施方式中,所述双目相机,还用于:获取所述公共视野内各单位面积区域中散斑的散斑密度参数及散斑能量参数;针对每一单位面积区域,根据该单位面积区域内散斑的散斑密度参数及散斑能量参数,计算该单位面积区域的可靠度得分;展示各所述单位面积区域的可靠度得分。
14.在一种可能的实施方式中,所述双目相机,还用于:在第一数量与第二数量的比值大于预设百分比阈值的情况下,判定需要调整所述散斑投射设备,其中,所述第一数量为可靠度得分低于预设分数阈值的单位面积区域的数量,所述第二数量为所述公共视野内单位面积区域的总数量。
15.在一种可能的实施方式中,所述系统还包括:上位机,所述上位机分别与所述双目相机、所述散斑投射设备连接;
16.所述双目相机还用于:利用第一成像单元采集包括表面包括散斑的待测量对象的第一测试图像数据,利用第二成像单元采集表面包括散斑的待测量对象第二测试图像数据;将所述第一测试图像数据及所述第二测试图像数据发送给所述上位机;
17.所述上位机,用于对所述第一测试图像数据中的散斑及所述第二测试图像数据中的散斑进行分析,得到所述散斑投射设备的调整参数,其中,所述调整参数包括位置调整参数;展示所述调整参数,以使用户根据所述调整参数中的位置调整参数调整所述散斑投射设备的位置。
18.在一种可能的实施方式中,所述散斑投射设备包括多个投射器,所述第一成像单元及所述第二成像单元的公共视野内存在多个散斑,所述调整参数还包括能量调整参数;
19.所述上位机具体用于:对所述第一测试图像数据中的散斑及所述第二测试图像数据中的散斑进行分析,得到所述公共视野内各单位面积区域中散斑的散斑密度参数及散斑能量参数;根据所述散斑密度参数确定待进行位置调整的第一投射器以及所述第一投射器的位置调整参数,根据所述散斑能量参数确定待进行亮度调整的第二投射器以及所述第二投射器的能量调整参数;展示所述调整参数,以使用户根据所述位置调整参数调整所述第一投射器的位置,根据所述能量调整参数调整所述第二投射器的投射光亮度。
20.在一种可能的实施方式中,所述上位机还用于:在所述散斑密度参数表示各所述单位面积区域内散斑的密度均处于预设密度区间内,且所述散斑能量参数表示各所述单位面积区域内散斑的平均亮度均处于预设亮度区间内的情况下,判定所述散斑投射设备调整完成。
21.在一种可能的实施方式中,所述上位机,还用于:获取所述公共视野内各单位面积区域中散斑的散斑密度参数及散斑能量参数;针对每一单位面积区域,根据该单位面积区
域内散斑的散斑密度参数及散斑能量参数,计算该单位面积区域的可靠度得分;展示各所述单位面积区域的可靠度得分。
22.在一种可能的实施方式中,所述上位机,还用于:在第一数量与第二数量的比值大于预设百分比阈值的情况下,判定需要调整所述散斑投射设备,其中,所述第一数量为可靠度得分低于预设分数阈值的单位面积区域的数量,所述第二数量为所述公共视野内单位面积区域的总数量。
23.在一种可能的实施方式中,所述上位机,还用于:在获取到图像数据采集指令时,控制所述散斑投射设备开始投射散斑;在从获取到图像数据采集指令的时刻开始,经过第一预设延时后控制所述双目相机采集图像数据;在从获取到图像数据采集指令的时刻开始,经过第二预设延时后关闭所述散斑投射设备,其中,所述第一预设延时大于所述散斑投射设备的点亮时长,所述第二预设延时与所述第一预设延时的差值大于所述双目相机的拍摄时长。
24.在一种可能的实施方式中,所述散斑投射设备包括一个投射器;所述双目相机具体用于:将多幅表面包括一个散斑的待测量对象的第一图像数据进行合成,得到包括多个散斑的第一合成图像数据;将多幅表面包括一个散斑的待测量对象的第二图像数据进行合成,得到包括多个散斑的第二合成图像数据;对所述第一合成图像数据及所述第二合成图像数据中的散斑进行匹配,得到散斑匹配结果;根据所述散斑匹配结果及预先标定的所述双目相机的外参,得到所述待测量对象的深度信息。
25.本技术实施例有益效果:
26.本技术实施例提供的双目散斑立体相机系统,利用散斑投射设备向待测量对象的表面投射散斑,使得双目相机所包括的第一成像单元及第二成像单元的公共视野内存在散斑,再利用第一成像单元采集表面包括散斑的待测量对象的第一图像数据,并利用第二成像单元采集包括表面包括散斑的待测量对象的第二图像数据,从而基于第一图像数据中的散斑及第二图像数据中的散斑,计算得到待测量对象的深度信息,从而得到待测量对象的深度图像。由于散斑投射设备与双目相机的相对位置可调,可调节的散斑投射设备使得散斑投射角度、投射距离均不固定,可以根据需求进行调整,能够减少所得到的深度图像受到待测量对象自身的反射情况的影响而导致的质量不可控的情况,进而尽量基于最佳成像角度得到待测量对象的深度图像,有效地提高了所得到的深度图像的质量。
27.当然,实施本技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的实施例。
29.图1为本技术实施例提供的第一种双目散斑立体相机系统的结构示意图;
30.图2为本技术实施例提供的第二种双目散斑立体相机系统的结构示意图。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员基于本技术所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
32.由于现有技术中所获取的深度图像的质量不可控,存在深度图像模糊不清的情况。为了解决这个问题,本技术实施例提供了一种双目散斑立体相机系统。
33.下面通过具体实施例对本技术实施例提供的双目散斑立体相机系统进行详细说明。
34.参见图1,图1提供了本技术实施例中第一种双目散斑立体相机系统的结构示意图,包括:双目相机和散斑投射设备,双目相机包括第一成像单元及第二成像单元。
35.其中,所述散斑投射设备与所述双目相机的相对位置可调。
36.所述散斑投射设备,用于向待测量对象的表面投射散斑。
37.所述双目相机,用于利用第一成像单元采集表面包括散斑的待测量对象的第一图像数据,利用第二成像单元采集表面包括散斑的待测量对象的第二图像数据;基于所述第一图像数据中的散斑及所述第二图像数据中的散斑,计算得到所述待测量对象的深度信息。
38.其中,所述第一成像单元及所述第二成像单元的公共视野内存在散斑。散斑可以覆盖部分或全部的公共视野。
39.上述待测量对象可以为三维空间中任何需要采集深度图像的对象。上述散斑为散斑投射设备投射的激光斑点。双目相机采集表面包括散斑的对象的图像,对图像中对象表面的散斑进行配准及分析,便可得到物体的深度信息。
40.在测量待测量对象表面的深度时,散斑投射设备首先向待测量对象的表面投射散斑,使得待测量对象的表面呈现出散斑的投射点,并且使得双目相机的第一成像单元和第二成像单元的公共视野内也存在散斑。由于待测量对象的表面各处所具有的纹理不同,且待测量对象表面上不同的位置与双目相机之间的距离也可能不同,从而导致待测量对象表面各处的散斑情况有所不同,使得公共视野中待测量对象的散斑也有所不同。第一成像单元和第二成像单元采集表面包括散斑的待测量对象的图像,分别得到待测量对象的第一图像数据和第二图像数据。
41.由于第一成像单元和第二成像单元采集图像的位置、角度是不同的,造成表面包括散斑的待测量对象的第一图像数据和第二图像数据的采集角度不同,对第一图像数据和第二图像数据中所包括的散斑进行匹配及分析计算,即可确定待测量对象的深度信息,进而得到待测量对象的深度图像。基于散斑及双目相机计算物体深度的算法可以参见现有技术,本技术中不做具体限定。
42.上述散斑投射设备可以包括一个或多个投射器,则在散斑投射设备投射散斑时,可以点亮一个投射器单独投射散斑,也可以同时点亮多个投射器一起投射散斑,其均在本技术的保护范围内。
43.本技术的一个实施例中,所述散斑投射设备包括多个投射器,所述第一成像单元及所述第二成像单元的公共视野内存在多个散斑。
44.同时点亮多个投射器一起投射散斑,则第一成像单元及第二成像单元的公共视野内存在多个散斑。第一成像单元和第二成像单元所采集的图像数据的数量可以根据投射器的数量而确定,也可以根据用户的需求而确定。
45.本技术的一个实施例中,所述散斑投射设备包括一个投射器;所述双目相机具体用于:将多幅表面包括一个散斑的待测量对象的第一图像数据进行合成,得到包括多个散斑的第一合成图像数据;将多幅表面包括一个散斑的待测量对象的第二图像数据进行合成,得到包括多个散斑的第二合成图像数据;对所述第一合成图像数据及所述第二合成图像数据中的散斑进行匹配,得到散斑匹配结果;根据所述散斑匹配结果及预先标定的所述双目相机的外参,得到所述待测量对象的深度信息。
46.若散斑投射设备仅包括一个投射器,则待测量对象的表面仅包括一个散斑。此时,双目相机可以采集多幅表面包括一个散斑的待测量对象的图像数据,即第一成像单元可以采集多幅表面包括一个散斑的待测量对象的第一图像数据,第二成像单元可以采集多幅表面包括一个散斑的待测量对象的第二图像数据;分别将多幅第一图像数据和多幅第二图像数据进行合成,得到分别包括多个散斑的第一合成图像数据和第二合成图像数据,对两者其中分别包括的多个散斑进行匹配,得到散斑匹配结果,散斑匹配结果即可表示待测量对象的表面散斑的信息,根据所得到的散斑匹配结果及预先标定的双目相机的外参,即可得到待测量对象的深度信息。
47.一个例子中,上述双目相机与散斑投射设备可以分别独立安装,也可以采用外置数据线进行连接;当两者分别独立安装时,散斑投射设备可以开启常亮模式,使得双目相机的公共视野中始终有所投射的散斑;当采用外置数据线连接时,散斑投射设备可以与双目相机同步开启,使得仅在双目相机采集图像数据时,保证双目相机的公共视野中始终有所投射的散斑。
48.由上可见,本技术实施例提供的双目散斑立体相机系统,利用散斑投射设备向待测量对象的表面投射散斑,使得双目相机所包括的第一成像单元及第二成像单元的公共视野内存在散斑,再利用第一成像单元采集表面包括散斑的待测量对象的第一图像数据,并利用第二成像单元采集包括表面包括散斑的待测量对象的第二图像数据,从而基于第一图像数据中的散斑及第二图像数据中的散斑,计算得到待测量对象的深度信息,从而得到待测量对象的深度图像。由于散斑投射设备与双目相机的相对位置可调,可调节的散斑投射设备使得散斑投射角度、投射距离均不固定,可以根据需求进行调整,能够减少所得到的深度图像受到待测量对象自身的反射情况的影响而导致的质量不可控的情况,进而尽量基于最佳成像角度得到待测量对象的深度图像,有效地提高了所得到的深度图像的质量。
49.本技术的一个实施例中,所述双目相机还用于:利用第一成像单元采集表面包括散斑的待测量对象的第一测试图像数据,利用第二成像单元采集表面包括散斑的待测量对象的第二测试图像数据;对所述第一测试图像数据中的散斑及所述第二测试图像数据中的散斑进行分析,得到所述散斑投射设备的调整参数。其中,所述调整参数包括位置调整参数;展示所述调整参数,以使用户根据所述调整参数中的位置调整参数调整所述散斑投射设备的位置。
50.当第一成像单元采集到表面包括散斑的待测量对象的第一测试图像数据、第二成像单元采集到表面包括散斑的待测量对象的第二测试图像数据之后,即可获得第一测试图
像数据和第二测试图像数据中的散斑的情况,对散斑进行分析能够得到散斑投射设备的调整参数。上述调整参数可以用于表示散斑投射设备的调整情况,进而对散斑投射设备进行调整。
51.上文提到,散斑投射设备与双目相机的相对位置是可调的,调整参数中所包括的位置调整参数用于表示散斑投射设备的位置是否合理,用户可以根据位置调整参数确定是否需要调整以及如何调整散斑投射设备相对于双目相机或相对于待测量对象的位置。
52.一个例子中,投射的散斑需要是均匀分布的散斑,若散斑投射设备的位置放置不合适,会导致所投射的散斑呈现不均匀分布的情况,则根据对第一测试图像数据和第二测试图像数据中的散斑进行分析后,确定散斑投射设备的位置调整参数,用户根据所得到的位置调整参数,调整散斑投射设备的位置,使得其所投射的散斑能够满足要求。
53.例如,当待测量对象表面散斑整体的密度小于期望时,可以将散斑投射设备靠近待测量对象;当待测量对象表面散斑整体的密度大于期望时,可以将散斑投射设备远离待测量对象;当待测量对象表面左侧单位面积内的散斑的密度小于期望、且待测量对象表面右侧单位面积内的散斑的密度大于期望时,可以将散斑投射设备向左旋转;当待测量对象表面左侧单位面积内的散斑的密度大于期望、且待测量对象表面右侧单位面积内的散斑的密度小于期望时,可以将散斑投射设备向右旋转等。
54.由上可见,本技术实施例提供的双目散斑立体相机系统,能够根据第一成像单元和第二成像单元所采集的第一测试图像数据和第二测试图像数据中的散斑,分析得到散斑投射设备的位置调整参数,且由于散斑投射设备和双目相机之间相对的位置是可调的,从而能够通过调整散斑投射设备的位置,使得待测量对象表面被投射的散斑更加符合需求,进而得到质量更加稳定的深度图像。
55.本技术的一个实施例中,所述散斑投射设备包括多个投射器,所述第一成像单元及所述第二成像单元的公共视野内存在多个散斑,所述调整参数还包括能量调整参数;所述双目相机具体用于:对所述第一测试图像数据中的散斑及所述第二测试图像数据中的散斑进行分析,得到所述公共视野内各单位面积区域中散斑的散斑密度参数及散斑能量参数;根据所述散斑密度参数确定待进行位置调整的第一投射器以及所述第一投射器的位置调整参数,根据所述散斑能量参数确定待进行亮度调整的第二投射器以及所述第二投射器的能量调整参数;展示所述调整参数,以使用户根据所述位置调整参数调整所述第一投射器的位置,根据所述能量调整参数调整所述第二投射器的投射光亮度。
56.上文提到,公共视野内是存在散斑的,当第一成像单元采集到表面包括散斑的待测量对象的第一测试图像数据、第二成像单元采集到表面包括散斑的待测量对象的第二测试图像数据之后,对第一测试图像数据和第二测试图像数据中的散斑进行分析,还可以得到第一成像单元及第二成像单元公共视野内各单位面积区域中散斑的散斑密度参数及散斑能量参数。
57.单位面积区域的划分可以根据实际情况自定义设置,一个例子中,可以将公共视野划分为n
×
m个面积相等的正方形的区域,每个区域即为一个单位面积区域,其中n与m为预设的整数。上述散斑密度参数用于表示所投射的散斑的密度信息,可以理解的是,当散斑投射设备的位置发生变化时,其所投射在待测量对象表面上的散斑的密度是会随之发生变化的,例如,若散斑投射设备的位置与待测量对象之间的距离变远,则待测量对象表面上的
散斑的密度会变小;例如,在散斑投射设备的投射角度与待测量对象表面之间的角度变化时,则待测量对象表面上不同区域中散斑的密度会改变等。因此,基于所确定的散斑密度参数能够确定待进行位置调整的第一投射器,进而确定该第一投射器的位置调整参数,然后基于此调整散斑投射设备的位置,例如,改变散斑投射设备与待测量对象之间的距离或投射角度等。
58.在确定深度信息的过程中,期望所投射的散斑的密度是均匀的,因此,根据散斑投射设备的位置调整参数对散斑投射设备的位置进行调整的目的,是为了使得所投射的散斑的密度能够符合预设的密度需求。一个例子中,散斑投射设备位置调整的最终目的是为了使得待测量对象表面各单位面积区域内散斑的密度均处于预设密度区间内。
59.例如,针对任一单位面积区域,当该单位面积区域的散斑密度参数不满足预设密度条件时,判定该单位面积区域对应的投射器为第一投射器。预设密度条件可以根据实际情况自定义设置,例如,该单位面积区域内散斑的密度不在预设密度区间内。
60.例如,针对任一单位面积区域,当该单位面积区域中待测量对象表面散斑整体的密度小于期望时,可以提示将该单位面积区域对应的投射器靠近待测量对象;当该单位面积区域中待测量对象表面散斑整体的密度大于期望时,可以将该单位面积区域对应的投射器远离待测量对象;例如,针对两个相邻的第一单位面积区域和第二单位面积区域,当第一单位面积区域中散斑的密度小于期望、且第二单位面积区域中散斑的密度大于期望时,可以提示调整第一单位面积区域对应的投射器的投影角度靠近第一单位面积区域,并提示调整第二单位面积区域对应的投射器的投影角度靠近第一单位面积区域。
61.例如,针对任一单位面积区域,当该单位面积区域中待测量对象表面左侧单位面积区域内的散斑的密度小于期望、且待测量对象表面右侧单位面积区域内的散斑的密度大于期望时,可以提示将该单位面积区域中对应的投射器向左旋转;当待测量对象表面左侧单位面积区域内的散斑的密度大于期望、且待测量对象表面右侧单位面积区域内的散斑的密度小于期望时,可以提示将该单位面积区域中对应的投射器向右旋转等。
62.上述散斑能量参数用于表示所投射的散斑的能量信息,即表示待测量对象表面散斑的光强度。当待测量对象表面散斑的光强度很低时,可能会由于散斑的漏检导致深度信息的误差;当待测量对象表面散斑的光强度很高时,可能会由于散斑的过曝而导致散斑配对错误,最终导致深度信息的误差。因此,希望待测量对象表面散斑的光强度在一个合适范围内,即散斑能量参数表示各散斑的平均亮度处于预设亮度区间内。
63.图像中散斑投射设备投射的散斑亮度可以通过曝光时间控制,因此,一个例子中,投射设备投射亮度调整的目的是为了使各投射器投射的散斑亮度的误差在预设亮度误差范围内,即使得各投射器投射的散斑亮度基本相同。
64.在根据散斑能量参数确定待进行亮度调整的第二投射器时,一个例子中,可以计算各投射器投射的散斑亮度的均值,将散斑亮度与该均值的差值大于预设亮度阈值的投射器作为第二投射器。第二投射器的能量调整参数表示将该第二投射器投射的散斑亮度调整为上述均值。
65.一个例子中,在利用双目相机采集图像时,还可以根据上述均值调整双目相机的曝光参数,以使双目相机中的采集图像中散斑的亮度在期望内。
66.本技术实施例中,预设亮度区间及预设密度区间可以为经验值或实验值,需要根
据双目相机及散斑投射设备的实际性能进行确定。
67.由上可见,本技术实施例提供的双目散斑立体相机系统,能够根据第一成像单元和第二成像单元所采集的第一测试图像数据和第二测试图像数据中的散斑,分析得到散斑投射设备的位置调整参数和能量调整参数,根据此调整散斑投射设备的位置及能量,相较于现有技术中当双目相机与散斑投射设备处于同一工作距离或到被测表面的高度相等,当散斑投射设备型号确定后,能量密度始终保持不变,当干扰光能量较强时,散斑容易因为能量太低而被干扰光掩盖;始终存在因为空间位置关系固定导致的一些反光表面过曝无法正常成像的情况,而本技术实施例可调整的散斑投射设备能够降低待测量对象到投射器的距离,提升能量密度,保证成像;且散斑投射角度不固定,可以针对待测量对象的反射情况自由调整最佳成像角度,从而使得待测量对象表面被投射的散斑的密度和投射光亮度更加符合需求,进而得到质量更加稳定的深度图像。
68.本技术的一个实施例中,所述双目相机还用于:在所述散斑密度参数表示各所述单位面积区域内散斑的密度均处于预设密度区间内,且所述散斑能量参数表示各所述单位面积区域内散斑的平均亮度均处于预设亮度区间内的情况下,判定所述散斑投射设备调整完成。
69.上文提到,根据所确定的密度调整参数和能量调整参数,分别对散斑投射设备的散斑位置和散斑能量进行调整,使得所投射的散斑密度和投射光亮度符合需求。在本方面实施例中,散斑密度参数表示各单位面积区域内散斑的密度均处于预设密度区间内,且散斑能量参数表示各散斑的平均亮度均处于预设亮度区间内的情况下,即可判定散斑投射设备的位置调整完成。在确定密度调整参数和能量调整参数之后,用户根据此对散斑投射设备的位置和能量进行调整,直到散斑投射设备投射的散斑密度满足各单位面积区域内散斑的密度均处于预设密度区间内,且散斑能量满足各散斑的平均亮度均处于预设亮度区间内,则散斑投射设备调整结束。
70.上述预设密度区间为预先设定的区间数值,表示当散斑密度的值处于这个区间时,用户对所投射在待测量对象表面上的散斑进行分析后,能够得到待测量对象准确的深度信息。
71.上述预设亮度区间同样为预先设定的区间数值,表示当散斑的平均亮度的值处于这个区间时,用户对所投射在待测量对象表面上的散斑进行分析后,能够得到待测量对象准确的深度信息。
72.本技术的一个实施例中,所述双目相机,还用于:获取所述公共视野内各单位面积区域中散斑的散斑密度参数及散斑能量参数;针对每一单位面积区域,根据该单位面积区域内散斑的散斑密度参数及散斑能量参数,计算该单位面积区域的可靠度得分;展示各所述单位面积区域的可靠度得分。
73.在获取到获取公共视野内各单位面积区域中散斑的散斑密度参数及散斑能量参数之后,可以针对每一单位面积区域,根据该单位面积区域内散斑的散斑密度参数及散斑能量参数,计算该单位面积区域的可靠度得分,可靠度得分由单位面积区域内散斑的散斑密度参数及散斑能量参数来决定,具体的权重比例或计算方式,可以根据实际需求来确定。
74.本技术的一个实施例中,所述双目相机,还用于:在第一数量与第二数量的比值大于预设百分比阈值的情况下,判定需要调整所述散斑投射设备。
75.其中,所述第一数量为可靠度得分低于预设分数阈值的单位面积区域的数量,所述第二数量为所述公共视野内单位面积区域的总数量。
76.针对每一单位面积区域计算得到可靠得分,将可靠得分低于预设分数阈值的视为低分单位面积区域,若低分单位面积区域的数量与单位面积区域的总数量的比值大于预设百分比阈值,说明公共视野整体的可靠性较低,则判定需要调整散斑投射设备。具体的,预设分数阈值和预设百分比阈值都可以根据实际需求预先设置。
77.由上可见,本技术实施例提供的双目散斑立体相机系统,用户根据所确定的散斑密度参数和散斑能量参数调整散斑投射设备,直到散斑投射设备所投射的散斑能够满足需求,使得所采集的待测量对象的深度图像的质量较好,基于具体的调整数值的可调整的散斑投射设备能够使得所采集的深度图像的质量具有高稳定性。
78.参见图2,图2为本技术实施例提供的第二种双目散斑立体相机系统的结构示意图,上述系统还包括:上位机,所述上位机分别与所述双目相机、所述散斑投射设备连接;
79.所述双目相机还用于:利用第一成像单元采集包括表面包括散斑的待测量对象的第一测试图像数据,利用第二成像单元采集表面包括散斑的待测量对象第二测试图像数据;将所述第一测试图像数据及所述第二测试图像数据发送给所述上位机;
80.所述上位机,用于对所述第一测试图像数据中的散斑及所述第二测试图像数据中的散斑进行分析,得到所述散斑投射设备的调整参数。其中,所述调整参数包括位置调整参数;展示所述调整参数,以使用户根据所述调整参数中的位置调整参数调整所述散斑投射设备的位置。
81.本技术实施例中,在散斑投射设备向待测量对象以及第一成像单元和第二成像单元的公共视野中投射散斑之后,第一成像单元采集包括表面包括散斑的待测量对象的第一测试图像数据,第二成像单元采集表面包括散斑的待测量对象第二测试图像数据,并将第一测试图像数据及第二测试图像数据都发送给上位机。上位机则对第一测试图像数据中的散斑及第二测试图像数据中的散斑进行分析,得到散斑投射设备的调整参数所包括的位置调整参数展示给用户。此时用户即可根据所得到的位置调整参数对散斑投射设备的位置进行调整。
82.上文提到,散斑投射设备中可以包括一个或多个投射器,散斑投射设备可以只点亮一个投射器投射散斑,也可以同时点亮多个散斑投射器投射散斑。上位机可以同时控制散斑投射设备和双目相机的开关情况,即控制散斑投射设备的点亮时间和双目相机的曝光时间。具体的,上位机可以控制当双目相机开启时,即点亮散斑投射设备投射散斑,并且散斑投射设备的点亮时间不小于双目相机的曝光时间,以确保双目相机所采集到的图像中都能够有满足需求的散斑进行分析。
83.由上可见,本技术实施例提供的双目散斑立体相机系统,上位机分别与散斑投射设备和双目相机相连接,并对两者进行控制,能够使得双目相机在散斑投射设备的支持下采集深度图像的方案更加灵活,从而在减少散斑投射资源浪费的前提下,得到满足需求的测试图像数据,进而得到质量稳定的深度图像。
84.本技术的一个实施例中,所述散斑投射设备包括多个投射器,所述第一成像单元及所述第二成像单元的公共视野内存在多个散斑,所述调整参数还包括能量调整参数;
85.所述上位机具体用于:对所述第一测试图像数据中的散斑及所述第二测试图像数
据中的散斑进行分析,得到所述公共视野内各单位面积区域中散斑的散斑密度参数及散斑能量参数;根据所述散斑密度参数确定待进行位置调整的第一投射器以及所述第一投射器的位置调整参数,根据所述散斑能量参数确定待进行亮度调整的第二投射器以及所述第二投射器的能量调整参数;展示所述调整参数,以使用户根据所述位置调整参数调整所述第一投射器的位置,根据所述能量调整参数调整所述第二投射器的投射光亮度。
86.上文提到,当第一成像单元采集到表面包括散斑的待测量对象的第一测试图像数据、第二成像单元采集到表面包括散斑的待测量对象的第二测试图像数据之后,第一测试图像数据和第二测试图像数据中不仅包括表面包括散斑的待测量对象,也可以包括待测量对象所在的公共视野的图像。此时,上位机对第一测试图像数据和第二测试图像数据中的散斑进行分析,能够得到第一成像单元及第二成像单元公共视野内散斑的散斑密度参数及散斑能量参数。上位机基于所确定的散斑密度参数能够确定存在待进行位置调整的第一投射器,进而确定该第一投射器的位置调整参数,即可确定散斑投射设备的位置需要调整的信息,然后基于此调整散斑投射设备的位置。然后上位机根据散斑投射设备的位置调整参数对散斑投射设备的位置进行调整,从而使得所投射的散斑的密度能够符合需求。
87.同样的,上位机基于所确定的散斑能量参数能够确定存在待进行位置调整的第二投射器,进而确定该第二投射器的能量调整参数,基于此确定散斑投射设备的能量需要调整的信息,调整散斑投射设备的能量。然后上位机根据散斑投射设备的能量调整参数对散斑投射设备的能量进行调整,从而使得所投射的散斑的投射光亮度能够符合需求。
88.一个例子中,当散斑投射设备只有一个投射器时,可以通过对散斑投射设备的能量进行调整,进而使得图像数据中散斑的光强度符合需要;此外,还可以通过调整双目相机的曝光参数,以达到图像数据中散斑的光强度符合需要的情况。因此,当散斑投射设备只有一个投射器时,上位机在得到能量调整参数后,还可以根据能量调整参数先确定与之调整效果相对应的双目相机的曝光调整参数,然后基于曝光调整参数,调整双目相机的曝光参数,基于曝光参数调整后的双目相机中的成像单元继续采集图像。
89.由上可见,本技术实施例提供的双目散斑立体相机系统,上位机能够根据第一成像单元和第二成像单元所采集的第一测试图像数据和第二测试图像数据中的散斑,分析得到散斑投射设备的位置调整参数和能量调整参数,根据此调整散斑投射设备的位置及能量,使得待测量对象表面被投射的散斑的密度和投射光亮度更加符合需求,进而得到质量更加稳定的深度图像。
90.本技术的一个实施例中,所述上位机还用于:在所述散斑密度参数表示各所述单位面积区域内散斑的密度均处于预设密度区间内,且所述散斑能量参数表示各所述单位面积区域内散斑的平均亮度均处于预设亮度区间内的情况下,判定所述散斑投射设备调整完成。
91.上文提到,上位机能够根据所确定的密度调整参数和能量调整参数,分别对散斑投射设备的散斑位置和散斑能量进行调整,使得所投射的散斑密度和投射光亮度符合需求。在本方面实施例中,上位机在确定密度调整参数和能量调整参数之后,根据此对散斑投射设备的位置和能量进行调整,直到散斑投射设备投射的散斑密度满足各单位面积区域内散斑的密度均处于预设密度区间内,且散斑能量满足各散斑的平均亮度均处于预设亮度区间内,则上位机对散斑投射设备的调整结束。
92.上述预设密度区间为预先设定的区间数值,表示当散斑密度的值处于这个区间时,上位机对所投射在待测量对象表面上的散斑进行分析后,能够得到待测量对象准确的深度信息。
93.上述预设亮度区间同样为预先设定的区间数值,表示当散斑的平均亮度的值处于这个区间时,上位机对所投射在待测量对象表面上的散斑进行分析后,能够得到待测量对象准确的深度信息。
94.本技术的一个实施例中,所述上位机,还用于:获取所述公共视野内各单位面积区域中散斑的散斑密度参数及散斑能量参数;针对每一单位面积区域,根据该单位面积区域内散斑的散斑密度参数及散斑能量参数,计算该单位面积区域的可靠度得分;展示各所述单位面积区域的可靠度得分。
95.本技术的一个实施例中,所述上位机,还用于:在第一数量与第二数量的比值大于预设百分比阈值的情况下,判定需要调整所述散斑投射设备。
96.其中,所述第一数量为可靠度得分低于预设分数阈值的单位面积区域的数量,所述第二数量为所述公共视野内单位面积区域的总数量。
97.由上可见,本技术实施例提供的双目散斑立体相机系统,上位机根据所确定的散斑密度参数和散斑能量参数调整散斑投射设备,直到散斑投射设备所投射的散斑能够满足需求,使得所采集的待测量对象的深度图像的质量较好,基于具体的调整数值的可调整的散斑投射设备能够使得所采集的深度图像的质量具有高稳定性。
98.本技术的一个实施例中,所述上位机还用于:在获取到图像数据采集指令时,控制所述散斑投射设备开始投射散斑;在从获取到图像数据采集指令的时刻开始,经过第一预设延时后控制所述双目相机采集图像数据;在从获取到图像数据采集指令的时刻开始,经过第二预设延时后关闭所述散斑投射设备。
99.其中,所述第一预设延时大于所述散斑投射设备的点亮时长,所述第二预设延时与所述第一预设延时的差值大于所述双目相机的拍摄时长。
100.上文提到,上位机可以控制散斑投射设备和双目相机的开关情况,因此,上位机可以在获取到用户的图像数据采集指令时,就控制散斑投射设备点亮投射器开始投射散斑,然后在散斑投射设备开始投射散斑之后,经过第一预设延时之后再控制双目相机开始采集图像数据;并且从获取到用户的图像数据采集指令之后经过第二预设延时,再控制散斑投射设备关闭。
101.第一预设延时为预先设定的延时时间,其大于散斑投射设备的点亮时长,从而能够保证散斑投射设备正常投射散斑后,双目相机才开始采集图像。第二预设延时为预先设定的延时时间,且其与第一预设延时的差值大于双目相机的拍摄时长,即双目相机拍摄完图像数据后,散斑投射设备才会关闭。从而上位机能够控制在双目相机采集图像数据的期间,散斑投射设备一直投射满足需求的散斑。并且,相比于散斑投射设备常亮的情况,能够有效减少散斑投射设备的工作时长,从而减少散斑投射设备的能耗,增加散斑投射设备的使用寿命。
102.由上可见,本技术实施例提供的双目散斑立体相机系统,上位机能够控制在双目相机采集图像数据的期间,散斑投射设备一直投射满足需求的散斑。所采集的图像数据中能够确保有所投射的散斑,从而使得采集到的图像数据都能够具有满足需求的深度信息,
进而得到深度信息准确的深度图像。并且,相比于散斑投射设备常亮的情况,能够有效减少散斑投射设备的工作时长,从而减少散斑投射设备的能耗,增加散斑投射设备的使用寿命。
103.需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
104.以上所述仅为本技术的较佳实施例,并非用于限定本技术的保护范围。凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本技术的保护范围内。
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