[发明专利]三维测距方法和装置

权利要求书

1.一种三维测距装置，包括：

光源单元，配置为发射光脉冲，以照射待测场景；

光学传递单元，配置为控制所述光脉冲经由所述待测场景中物体反射后的反射光的传递；

感光器单元，配置为接收经所述光学传递单元后的光，以执行成像；以及

处理器单元，配置为控制所述光源单元、所述光学传递单元以及所述感光器单元，并且基于所述感光器单元的成像结果，确定所述待测场景的场景距离信息，

其中，所述光脉冲至少包括第一光脉冲和第二光脉冲，并且所述第一光脉冲的第一脉冲包络经由所述光学传递单元处理之后的第一处理后脉冲包络和所述第二光脉冲的第二脉冲包络经由所述光学传递单元处理之后的第二处理后脉冲包络的比为随时间变化的单调函数。

2.如权利要求1所述的三维测距装置，其中，所述光源单元配置为同时或者顺序发射不同波长、不同偏振、以及不同空间结构和/或时间结构的光脉冲。

3.如权利要求1或2所述的三维测距装置，其中，所述感光器单元配置为同时或顺序执行逐像素或逐区域的成像。

4.如权利要求1到3的任一项所述的三维测距装置，其中，所述感光器单元获取对应于第一光脉冲的第一场景图像、对应于第二光脉冲的第二场景图像、以及所述待测场景的背景场景图像，

所述处理器单元基于所述背景场景图像、所述第一场景图像和所述第二场景图像，获取所述待测场景的场景距离信息。

5.如权利要求1到4所述的三维测距装置，其中，所述背景场景图像是在非所述第一光脉冲和所述第二光脉冲波段对所述待测场景成像所获得的背景场景图像，和/或在无所述第一光脉冲和无所述第二光脉冲在所述第一光脉冲和所述第二光脉冲波段所述待测场景成像所获得的背景场景图像。

6.如权利要求4或5所述的三维测距装置，其中，所述处理器单元基于所述第一场景图像、所述第二场景图像以及所述背景场景图像生成多个子区域组成的目标区域图像，其中，所述子区域包括简单图元和/或超像素区域，并且

基于所述第一场景图像、所述第二场景图像、以及所述目标区域图像，生成所述目标区域的场景距离信息。

7.如权利要求6所述的三维测距装置，其中，利用深度神经网络生成所述目标区域图像。

8.如权利要求7所述的三维测距装置，其中，基于所述第一场景图像、所述第二场景图像以及所述背景场景图像，所述深度神经网络被预先优化来进行子区域分割和场景距离信息生成。

9.如权利要求8所述的三维测距装置，其中，利用已经采集的实时场景图像，再利用仿真产生与所述实时场景图像对应的虚拟3D世界的子区域数据标定，同时再利用预先标定的现实世界图像和子区域数据标定，和/或再利用至少一个其它所述的三维测距装置所收集的场景图像和数据标定，实时地更新所述深度神经网络。

10.如权利要求9所述的三维测距装置，其中，所述深度神经网络的输出由仿真的虚拟3D世界的数据标定为含三维信息简单的图元和/或超像素子区域，所述简单的图元和/或超像素子区域被用于生成所述目标区域的场景距离信息。

11.如权利要求1到10的任一项所述的三维测距装置，还包括：

分光器单元，配置为将经由所述待测场景中物体反射后的反射光导向所述光学传递单元，将由所述待测场景中物体反射后的光导向所述感光器单元，

其中，所述感光器单元包括至少第一感光器子单元和第二感光器子单元，

所述第一感光器子单元配置为对所述反射光执行成像，并且

所述第二感光器子单元配置为对所述自然光反射光执行成像；

其中，所述第一感光器子单元至少还包括对空间分布不均匀光脉冲执行生成的不均匀光脉冲场景图像，并且

基于背景场景图像、至少所述第一场景图像和所述第二场景图像、所述目标区域图像和/或所述不均匀光脉冲场景图像，生成所述场景距离信息。