[发明专利]用于控制多个主动照明飞行时间(TOF)测距相机的操作的方法和系统以及主动照明TOF测距相机

说明书

一种用于控制多个主动照明相机以按频分复用操作模式操作以获取相机对其进行成像的场景的图像的装置。

背景

三维(3D)测距相机确定距其成像的场景中的特征的距离，并且可在测距图像(也称为3D图像)中提供该距离。测距图像或3D图像可包括针对场景中的多个特征中的每个特征相对于位于相机处的坐标原点的三个空间坐标。主动照明测距相机提供场景的测距图像，它们至少部分地基于场景中的特征从相机发射以照射场景的光所反射的光来成像。飞行时间(TOF)主动照明测距相机发射经调制光以照射其成像的场景并调制测距相机记录(register)由场景中的特征从发射所反射的光的灵敏度。TOF测距相机记录来自场景中的给定特征光的量与到达相机的由特征从发射光所反射的光与其间相机记录光的经时间调制的相机曝光时段的互相关成比例。TOF测距相机基于相机针对该特征记录的反射光的量来确定光从相机行进到特征并返回相机的往返时间，并使用该往返时间和光速来确定距该特征的距离。

尽管主动照明测距相机最初相对稀有且限于技术、工程和科学应用，但主动照明测距成像技术已经成熟，并且测距相机是不断扩大的消费者产品目录中的常见组件。测距相机不仅可以在视频游戏控制台中找到，还可以在膝上型计算机、工作本、平板、智能电话甚至腕戴式手表中找到。

概述

随着测距相机的商业流行度的增加，预计各种场所可能会周期性地变得挤满了许多尝试同时操作主动照明测距相机以对场所中的或来自场所的场景进行测距成像的用户。并且，预期当场所变得挤满了操作主动照明测距相机的用户时，该场所中的主动照明测距相机所发射的光可能会干扰在该场所中操作的诸主动照明测距相机中的另一主动照明测距相机的操作。主动照明相机可能干扰彼此的操作的场所可被称为“成像邻域”。

因此，本公开的实施例的一方面涉及提供一种系统(可选地称为“FRE-CAM-Sync系统”或“FRE-CAM-Sync”)，其被配置为协调在同一场所中操作的主动照明TOF测距相机以在频分复用(FDM)成像模式中操作，其有助于缓和TOF测距相机的操作之间的干扰。在FDM模式中，场所(下文中也称为成像邻域)中的每个TOF测距相机在对场景进行测距成像时在不同成像频率处操作，所述成像频率也可被称为“FDM成像频率”或“FDM频率”。当在给定FDM成像频率处操作时，TOF相机调制其发射以照射场景的光并用具有由给定FDM成像频率确定的时段的调制功能调制相机的曝光时段。

在一实施例中，相同成像邻域中的TOF相机和FRE-CAM-Sync可协作以在成像邻域中建立无线局域网(WLAN)，相机可通过该WLAN通信以实现FDM成像模式。在一实施例中，FRE-CAM-Sync系统向在相同成像邻域中操作的多个TOF相机中的每一个传送FDM配置信号，该FDM配置信号为该相机提供独占FDM成像频率。

提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。

附图说明

下面将参考在此所附的在此段落之后列出的附图来描述本公开的实施例的非限制性示例。在多于一幅附图中出现的相同特征通常在其出现的所有附图中都以相同的标签来标记。标记表示附图中的本公开的实施例的给定特征的图标的标签可被用于引用该给定的特征。附图中所示的特征的尺寸是为了方便和清楚呈现而选择的，并且不一定按比例显示。

图1A示意性地示出了根据本公开的实施例的订阅FRE-CAM-Sync系统并存在于成像邻域中的主动照明TOF测距相机，其与FRE-CAM-Sync系统通信；

图1B示意性地示出了根据本发明的实施例的图1A中所示的TOF测距相机与订阅FRE-CAM-Sync且存在于成像邻域中的另一TOF测距相机交互以建立WLAN并且在FDM成像模式中操作；

图1C示意性地示出了根据本公开的实施例的图1B中所示的两个TOF测距相机同时操作以对来自成像邻域的场景进行测距成像；以及