[发明专利]用于VSLAM系统的TOF模组及VSLAM计算方法

说明书

本发明公开了一种用于VSLAM系统的TOF模组及VSLAM计算方法，TOF模组包括至少一光源、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，光传感器上包括至少两个区域，至少两个区域中包括第一区域和第二区域，第一区域用于采集可见光波长的第一影像信号，第一影像信号为黑白影像信号；第二区域用于采集红外光波长的第二影像信号；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。本发明的TOF模组及VSLAM计算方法克服了TOF模组的一些固有不足，又发挥了TOF相对于普通成像模组的优势，使得相应的VSLAM系统性能更佳，更适合于各种使用环境。

技术领域

本发明涉及一种用于VSLAM系统的TOF模组及VSLAM计算方法。

背景技术

SLAM是Simultaneous Localization and Mapping的缩写，意为“同时定位与建图”。它是指运动物体根据传感器的信息，一边计算自身位置，一边构建环境地图的过程。目前，SLAM的应用领域主要有机器人、虚拟现实和增强现实。其用途包括传感器自身的定位，以及后续的路径规划、场景理解。

随着传感器种类和安装方式的不同，SLAM的实现方式和难度会有很大差异。按传感器来分，SLAM主要分为激光、视觉两大类。其中，激光SLAM研究较早，理论和工程均比较成熟。

最早的SLAM雏形是在军事上的应用，主要传感器是军用雷达。SLAM技术发展到如今已经几十年，目前以激光雷达作为主传感器的SLAM技术比较稳定、可靠，仍然是主流的技术方案。但随着最近几年计算机视觉技术的快速发展，SLAM技术越来越多的应用于家用机器人、无人机、AR设备，基于视觉的Visual SLAM(简称VSLAM)逐渐开始崭露头角。

TOF模组被广泛应用于现有的VSLAM技术中，TOF是Time of flight的简写，直译为飞行时间的意思。所谓飞行时间法3D成像，是通过给目标连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离。

现有的TOF模组存在拍摄距离短，精度差且功能较为单一的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中TOF模组存在拍摄距离短，精度差且功能较为单一的缺陷，提供一种能够拍摄更远距离的物体，成像效果更佳，且制造成本低廉，方便生产，另外本申请还具有夜视功能，方便用户使用的用于VSLAM系统的TOF模组及VSLAM计算方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种用于VSLAM系统的TOF模组，所述TOF模组包括至少一光源，其特点在于，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。

较佳地，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；

所述光传感器为CMOS传感器、CCD传感器或PMD传感器。

较佳地，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。