[发明专利]深度相机误差的测量系统、测量方法、评价方法及补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学测量技术领域，具体涉及一种深度相机误差测量系统及评价方法。

背景技术

深度相机可以获取目标的深度信息借此实现3D扫描、场景建模、手势交互，与目前被广泛使用的RGB相机相比，深度相机正逐步受到各行各业的重视。在利用深度相机对目标进行深度图像测量时，清晰、准确的深度信息是衡量深度相机性能的重要指标，然而由于受到温度、光照、场景等影响，往往会使得深度相机获取的深度信息有较大的误差。另一方面，在深度相机元器件制造以及组装过程中不可避免地会产生误差，这也会给测量直接带来系统性的误差。

发明内容

本发明的目的是为了解决深度相机误差测量及评价的问题，提供一种用于深度相机的误差测量的系统、测量方法及评价方法，并在此基础上提供了一种误差补偿方案。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种深度相机误差测量系统，其特征在于，所述测量系统包括：

校验装置,所述校验装置包括测量平面；

深度相机，用于测量并获取所述测量平面的深度图像数据；

距离测量装置，所述距离测量装置具有比所述深度相机更高的测量精度；

支架，所述支架用于固定所述深度相机以及所述距离测量装置，使得所述深度相机以及所述距离测量装置的测量起始点/面位于同一条基线上，并正对所述测量平面。

优选地，还包括：

计算设备，所述计算设备与所述深度相机以及所述距离测量装置连接，用于分别获取所述深度相机以及所述距离测量装置的测量数据，并根据所述测量数据对所述深度相机进行精度计算。

优选地，所述距离测量装置为至少两个激光测距仪，所述至少两个激光测距仪分别位于深度相机两侧的所述基线上。

优选地，所述测量平面平整度不超过1mm。

优选地，所述测量系统还包括温度控制器，所述温度控制器用于控制所述深度相机的温度为恒温。

优选地，所述支架是可驱动平移支架，且与所述计算设备连接，在所述计算设备的驱动下进行平移。

优选地，所述精度计算是指将所述距离测量装置的测量数据作为真实值以及将所述深度相机的测量数据作为测量值，利用所述真实值以及所述测量值分别计算误差及偏差。

采用如上测量系统测量深度相机误差的方法，包括以下步骤：

S1：所述深度相机获取所述测量平面的深度图像数据；

S2：所述距离测量装置获取所述测量平面的距离值；

S3：根据所测数据计算所得测量误差和测量偏差，或所述计算设备计算对所述深度相机进行精度计算，得到测量误差和测量偏差。

优选地，所述测量误差为误差，所述测量误差中所述测量值是一点的深度值以及以该点为中心的子区域深度值的平均值。

优选地，所述测量偏差的计算包括以下步骤：

S31：获取S1中所述深度图像数据中的有效像素值，所述有效像素值指的是所述深度图像中除了噪声、坏点之外的像素；

S32：计算所述有效像素值的平均值；

S33：根据所述有效像素值以及所述平均值计算所述测量偏差。

一种评价深度相机误差的方法，包括如下步骤：

T1：在不同的测量距离下测量并计算出反映深度相机随测量距离变化的测量误差及偏差；

T2:所述不同的测量距离以及对应的所述测量误差进行线性拟合，所述测量偏差进行指数拟合；

T3:将所述线性拟合以及所述指数拟合后的函数中的参数作为评价所述深度相机的性能指标。

一种补偿深度相机误差的方法，根据T3中所述线性拟合函数对深度相机所获取的深度图像中各像素进行补偿。

本发明的有益效果为：提供了深度相机误差测量系统、方法以及误差评价方法以及补偿方法，通过深度相机测量并获取测量平面的深度图像数据，即测量值；通过比深度相机更高测量精度的距离测量装置获取测量平面的真实值，由测量值和真实值可以计算得到深度相机的误差和偏差，实现对深度相机的精度的准确测量及评估，同时利用补偿方法能够降低误差以提高深度相机的测量精度。对每台深度相机进行误差测量及评价将有利于深入了解该深度相机的性能，将有助于用户在实际使用中借此解释一些具体的问题，另一方面也可以给制定误差补偿方案提供合理的依据。

附图说明

图1是本发明实施例的测量系统示意图。

图2是本发明实施例的结构光深度相机的误差随测量距离的变化曲线。