[发明专利]用于VSLAM系统的TOF模组及VSLAM计算方法

权利要求书

1.一种用于VSLAM系统的VSLAM计算方法，其特征在于，所述VSLAM计算方法利用一TOF模组实现，所述TOF模组包括至少一光源，所述TOF模组还包括至少一成像单元以及一用于同步光源和成像单元的同步单元，成像单元包括一光传感器，所述光传感器上包括至少两个区域，所述至少两个区域中包括第一区域和第二区域，所述第一区域用于采集可见光波长的第一影像信号，所述第一影像信号为黑白影像信号；所述第二区域用于采集红外光波长的第二影像信号；所述TOF模组用于根据第一影像信号获取光强信息并通过第二影像信号获取深度信息；所述VSLAM计算方法包括：

通过所述TOF模组获取场景影像，所述场景影像包括由第一影像信号生成的第一场景影像以及由第二影像信号生成的第二场景影像；

分别根据第一场景影像及第二场景影像生成场景内拍摄目标的3D结构；

根据场景影像分别获取第一场景影像及第二场景影像的3D结构的权重；

根据所述权重选取拍摄目标的3D结构，并添加或更新至所述场景的场景数据库中。

2.如权利要求1所述的VSLAM计算方法，其特征在于，所述TOF模组还包括一与外部设备通信的通信单元，所述光源的波长为700nm至1500nm，所述光源为红外投影仪、红外垂直腔表面发射激光器、红外激光二极管或红外发光二极管；和/或，

所述光传感器为CMOS传感器、CCD传感器或PMD传感器。

3.如权利要求1所述的VSLAM计算方法，其特征在于，所述第一区域通过第一镜片获取所述第一影像信号，所述第二区域通过第二镜片获取所述第二影像信号，所述第一镜片用于截止波长大于或等于700nm的光线，所述第二镜片用于截止波长小于或等于700nm的光线。

4.如权利要求1所述的VSLAM计算方法，其特征在于，所述成像单元包括一镜头，所述镜头包括红外截止滤波片和红外滤镜，所述第一区域通过所述红外截止滤波片获取所述第一影像信号，所述第二区域通过所述红外滤镜获取所述第二影像信号。

5.如权利要求4所述的VSLAM计算方法，其特征在于，通过红外截止滤波片或红外滤镜获取影像的视场角的纵向取值范围为[30，90]度且横向取值范围为[30，150]。

6.如权利要求1所述的VSLAM计算方法，其特征在于，所述成像单元包括一镜头，所述镜头包括第一涂层区域和第二涂层区域，所述第一涂层区域用于截止红外光并接收可见光波长的影像信号，所述第二涂层区域用于截止可见光波长且接收红外光的影像信号。

7.如权利要求6所述的VSLAM计算方法，其特征在于，所述第一涂层区域占所述镜头的面积的比例的取值范围为百分之25至百分之75。

8.如权利要求1所述的VSLAM计算方法，其特征在于，所述光传感器包括像素阵列，所述像素阵列的感光二极管上设有用于聚集光线的微透镜阵列，所述第一区域内的感光二极管上的微透镜为红外截止滤波片，所述第二区域内的感光二极管上的微透镜为红外滤镜。

9.如权利要求1所述的VSLAM计算方法，其特征在于，所述根据场景影像分别获取第一场景影像及第二场景影像的3D结构的权重，包括：

将第一场景影像及第二场景影像的3D结构输入级联似然估算器；

对于同一拍摄目标，按预设规则依次对第一场景影像及第二场景影像的3D结构做若干次似然估算以获取所述权重，所述预设规则为在后的似然估算依据在前似然估算的结果做出估算。

10.如权利要求1所述的VSLAM计算方法，其特征在于，所述VSLAM计算方法包括：

通过所述TOF模组获取若干场景影像，并获取当前的权重数据；

根据权重数据，将场景影像中3D结构与场景数据库中的地标结构进行对比；

判断场景影像中3D结构是否存在于场景数据库中，若是则更新3D结构在所述场景数据库中的数据，若否则将带有权重的3D结构添加至所述场景数据库中。

11.如权利要求10所述的VSLAM计算方法，其特征在于，所述更新3D结构在所述场景数据库中的数据，包括：

对于一目标3D结构，根据目标3D结构获取空间姿态和场景中的位置；

将所述目标3D结构根据空间姿态和场景中的位置进行投影以获取2D投影影像；

判断所述2D投影影像与目标3D结构对应的场景影像是否匹配，若否则将场景数据库中的对应结构更新为所述目标3D结构。