[发明专利]光学三维成像系统和彩色三维图像成像方法

说明书

本发明提供一种光学三维图像成像系统，其包括TOF传感器、RGB传感器、用于提供具有预设波长的测量光的主动光源和控制器，其中该控制器分别与该TOF传感器和该RGB传感器可通电地相连接，其中该TOF传感器被设置能够感应被测物体反射的该测量光，并生成相应深度检测数据，和该RGB传感器被设置能够感应被测物体反射的可见光，并生成相应RGB图像数据，其中该控制器被设置分别自该TOF传感器和该RGB传感器接收该深度检测数据和该RGB图像数据，并为该深度检测数据和该RGB图像数据建立相互之间的对应，以确定该RGB图像数据中的每个像素的三维空间信息。

技术领域

本发明涉及光学三维成像技术领域，尤其涉及一种能够实现彩色三维图像成像的三维成像系统。本发明进一步涉及一种彩色三维图像成像方法。

背景技术

随着激光技术、计算机及图像处理技术的不断发展，光学三维测量技术在逐渐成熟。现有得到实用的光学三维测量技术可被分为接触式和非接触式两种，其中前者需要探针直接接触被测物体表面，而后者无需与被测物体发生直接接触。非接触三位测量技术基于原理可被分为三种：飞行时间法、干涉法和三角法。飞行时间法(Time Of Flight，TOF)通过测量测量仪器发出的脉冲信号从发射到接收的时间间隔t(常被称为脉冲测距法)或激光往返被测物体一次所产生的相位(相位差测距法)来实现对被测物体的三维测量，其中基于激光的相位差测距法因为其具有较高的精度、良好的普适性和易于小型化的优点，被广泛应用在手势控制、3D建模、汽车雷达和机器人视觉系统等多个领域。

因此，基于激光测距的TOF三维测量技术主要是通过TOF深度相机捕捉被测物体反射的测量光，然后根据测量光由发出到被捕获之间的时间差来计算物体与TOF深度相机的距离。然而，现有的TOF深度相机在获取被测物体的深度信息和实现三维成像时，无法获得被测物体表面颜色。这限制了光学三维测量技术的广泛应用，尤其是限制了其在电子消费品的普及。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于彩色三维图像成像的三维成像系统，其中该三维成像系统能够生成彩色三维图像，从而给使用者带来更好体验。

本发明的另一目的在于提供一种用于彩色三维图像成像的三维成像系统，其中该三维成像系统能够结合基于TOF三维测量技术的相位差测距法和RGB光学成像得到彩色光学三维图像。

本发明的另一目的在于提供一种用于实现彩色三维图像成像的三维成像系统，其中该三维成像系统所得到的彩色三维图像具有较高的分辨率。

本发明的另一目的在于提供一种用于彩色三维图像成像的三维成像系统，其中该三维成像系统所得到的彩色三维图像相对于普通图像具有更好的对比度。尤其是，被测物体不同位置和不同物体之间的对比度更加明显。本发明的另一目的在于提供一种用于彩色三维图像成像的三维成像系统，其中该三维成像系统所得到的彩色三维图像可直接用于被测物体的三维建模，且使用者无需再对根据彩色三维图像得到的三维模型表面进行色彩渲染。

本发明的另一目的在于提供一种用于彩色三维图像成像的三维成像系统，其中该三维成像系统的成像并不影响现有的对目标图像的分割、标记和跟踪等应用。

本发明的另一目的在于提供一种用于彩色三维图像成像的三维成像系统，其中本发明改进后的三维成像系统相对现有的三维成像系统并没有增加精密和复杂的部件。换句话说，本发明改进后的三维成像系统相对现有的三维成像系统增加的部件的生产成本低廉和结构简单。

本发明的另一目的在于提供一种用于彩色三维图像成像的三维成像系统，其中本发明改进后的该三维成像系统的应用领域将更为广泛

通过下面的描述，本发明的其它优势和特征将会变得显而易见，并可以通过权利要求书中特别指出的手段和组合得到实现。

依本发明，前述以及其它目的和优势可以通过一种三维成像系统被实现，其中该三维成像系统包括：

TOF传感器；