[发明专利]三维位置感测系统及方法

说明书

技术领域

根据示范性实施例的装置涉及一种三维（3D）位置感测系统及其方法。

背景技术

获得目标的三维（3D）位置的方法已经随着技术的快速进步而发展。该方法使用通常应用飞行时间（TOF）原理的3D运动传感器技术。TOF原理是测量光接触目标的表面然后返回到装置诸如照相机等所用的时间，从而测量目标与装置之间的距离。

常规3D位置感测系统包括：红外投影器，辐射红外线作为像素化的标记；和深度感测照相单元，感测关于从红外投影器发射并从目标反射的多个标记的信息。

常规3D位置感测系统的操作原理如下。X-Y坐标利用标记（像素光源）的二维（2D）位置计算。此外，深度方向（Z坐标；3D深度）上的长度利用根据深度感测照相单元与标记之间的距离计算的标记的尺寸和强度来计算。换句话说，目标的靠近深度感测照相单元的部分变亮，目标的远离照相感测单元的部分变暗。因此，目标的深度利用目标的亮度和暗度之间的差异来计算。

常规3D位置感测系统根据深度感测照相单元的分辨率和标记的尺寸或强度来确定3D深度。因此，由于关于分辨率的外部因素诸如深度感测照相单元的距离的减小、标记的尺寸的减小等，常规3D位置感测系统的分辨率随着目标的深度快速地减小。因而，所测量和计算的3D深度的可靠性降低。

发明内容

一个或多个示范性实施例可以克服以上缺点以及上面没有描述的其他缺点。然而，将理解，一个或多个示范性实施例不要求克服上述缺点，且可以不克服上述问题的任一个。

一个或多个示范性实施例提供一种三维（3D）位置感测系统以及能够以高精度感测3D位置的方法。

根据示范性实施例的方面，提供一种3D位置感测系统。该3D位置感测系统可以包括：发射器，发射包括多个标记的光到目标上；两个或更多照相单元，感测从目标反射的光以分别识别一个或多个相同的标记；以及控制器，基于由两个或更多照相单元识别的信息来计算目标的3D位置坐标。

两个或更多照相单元可以设置在左右方向上或上下方向上以具有彼此不同的角度。

控制器可以计算两个或更多照相单元的每个与多个标记之间的距离以及每个照相单元与多个标记之间的角度，控制器可以基于计算的距离和角度来计算到目标的深度。

控制器可以计算两个或更多照相单元的每个与标记之间的各自距离和角度，并使用照相单元中预设的二维（2D）坐标值以计算到目标的2D坐标。

发射器可以包括红外投影器。

两个或更多照相单元可以是红外照相机。

两个或更多照相单元可以是第一和第二照相单元。

根据另一示范性实施例的方面，提供一种3D位置感测方法。该3D位置感测方法可以包括：通过发射器发射包括多个标记的光到目标上；通过两个或更多照相单元感测从目标反射的光；通过两个或更多照相单元识别相同的标记；以及基于关于所识别标记的信息通过控制器计算目标的3D位置坐标。

计算目标的3D位置坐标可以包括计算两个或更多照相单元的每个与标记之间的各自距离以及两个或更多照相单元的每个与标记之间的各自角度；该计算还可以包括计算到目标的深度。

计算目标的3D位置坐标可以包括计算两个或更多照相单元的每个与标记之间的各自距离和各自角度并使用照相单元中预设的2D坐标值以计算到目标的2D坐标。

如上所述，根据示范性实施例，在3D位置感测系统和方法中，两个或更多照相单元感测标记。因此，可以进行精确的3D深度感测，而与外部因素诸如照相机的分辨率等的影响无关。

此外，尽管多个目标处于类似的位置（靠近）但是多个目标的运动可以通过精确的3D深度感测来感测。因此，可以识别几个目标。

此外，两个或更多照相单元可以设置在左右方向上或上下方向上以具有彼此不同的角度。因此，深度和X-Y坐标值可以被进一步容易地计算。

示范性实施例的额外的方面可以在详细的描述中阐述。

附图说明

通过详细描述示范性实施例，以上和/或其他的方面将变得更加显然，附图中：

图1是示意地示出根据示范性实施例的三维（3D）位置感测系统的视图；和

图2是示意地示出利用根据示范性实施例的3D位置感测系统计算到目标的深度的过程的视图。

具体实施方式

在下文，将参照附图更详细地描述示范性实施例。