[发明专利]三维测距方法和装置

说明书

本公开提供了一种三维测距方法和装置。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，配置为控制光脉冲经由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，配置为控制光源单元、光学传递单元以及感光器单元，并且基于感光器单元的成像结果，确定待测场景的场景距离信息，其中，光脉冲至少包括第一光脉冲和第二光脉冲，并且第一光脉冲的第一脉冲包络经由光学传递单元处理之后的第一处理后脉冲包络和第二光脉冲的第二脉冲包络经由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。

技术领域

本公开涉及光学测距领域，更具体地，本公开涉及三维测距方法和三维测距装置。

背景技术

随着诸如自动驾驶、3D影音和游戏、智能手机导航、智能机器人等应用场景的出现，实时和精确地确定进行场景的深度测量变得越来越重要。

目前，存在多种测量场景深度的方法。传统的三角测距随着测距距离的增加，距离分辨率变得不断劣化。而随着激光技术的发展，利用激光进行场景深度的测量普遍。一种方法是向待测场景发射调制光信号，接收由待测场景中对象的反射的光，进而通过调解接收光确定待测场景中对象的距离。由于这是一种点到点的测量方式，因此需要大量的扫描以获取场景的深度信息，并且其空间分辨率受限。另一种方法使用预定照明模式的光照明待测场景，使用预先获得的标定信息获取待测场景的深度信息。此外，另一种方法是飞行时间测距法，其发射调制信号，并且使用与处于调制信号的四个不同相位的单个光敏像素相关联的四个传感器获得返回的信号相对于发射信号的相对相位偏移，从而确定深度信息。

现有的这些测距方法通常需要专用的硬件配置，测距设备体积大且笨重，并且测距的空间分辨率低、或测距视场窄、或测试距离短。

发明内容

鉴于上述问题而提出了本公开。本公开提供了一种三维测距方法和三维测距装置。

根据本公开的一个方面，提供了一种三维测距装置，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。

此外，根据本公开实施例的三维测距装置，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。

此外，根据本公开实施例的三维测距装置，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。

此外，根据本公开实施例的三维测距装置，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。

此外，根据本公开实施例的三维测距装置，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。

此外，根据本公开实施例的三维测距装置，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。