[发明专利]使用飞行时间(ToF)成像装置进行微振动数据提取的系统、装置和方法

权利要求书

1.一种用于检测场景中的一个或多个对象的微振动的系统，所述系统包括：

至少一个照明源，所述至少一个照明源被配置为在所述场景上以结构化光图案投射光；

飞行时间ToF成像装置，所述ToF成像装置包括：

照明源，所述照明源被配置为将调制光投射到所述场景中；

ToF传感器，所述ToF传感器被配置为：

捕获多个图像，所述多个图像包括所述调制光和所述结构化光图案从所述场景中的所述一个或多个对象的反射，以及所述场景中的一个或多个对象的环境光图像；以及

至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：

通过分析所述多个图像来提取所述一个或多个对象的深度数据；

分析所述多个图像中的至少一些连续图像中的所述结构化光图案的所述反射中的至少一个反射的一个或多个散斑图案的一个或多个变化；以及

基于所述一个或多个散斑图案的变化和所述深度数据来识别所述一个或多个对象的所述微振动。

2.如权利要求1所述的系统，其中通过以下方式来提取所述深度数据：测量所投射调制光和所反射调制光之间的相位差，并且进一步分析所述多个图像以提取所述场景的环境照明图像，并且其中所述环境照明图像用于测量所述多个图像中的至少一些连续图像中的多个反射漫射光元件中的至少一个反射漫射光元件的所述散斑图案的一个或多个变化的偏移系数。

3.如权利要求2所述的系统，其中同时获得并检测所述深度数据、所述环境光图像和所述检测到的微振动。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个照明源是单模激光源，其包括用于将多光束图案投射到所述场景上的分束器。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述分束器包括用于分割所述光束的光学元件中的一个或多个光学元件，所述光学元件为DOE、分割镜和漫射器。

6.如权利要求1所述的系统，包括单个照明源，所述单个照明源被配置为以所述结构化光图案投射所述调制光。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述至少一个处理器被配置为：

测量反射调制结构化光图案的相位和振幅以产生所述一个或多个散斑图案的照明强度；分析所述相位以提取所述场景的深度数据；

在所述测量的照明强度上分析所述多个图像中的至少一些连续图像中的所述多个反射漫射光元件中的至少一个反射漫射光元件的所述散斑图案的所述一个或多个变化；并且

基于所述散斑图案分析和所述测量的照明强度识别所述一个或多个对象的至少一个微振动。

8.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器进一步被配置为：

基于所述识别的至少一个微振动来分类或识别所述一个或多个对象的属性。

9.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器进一步被配置为：

通过视觉分析所述多个图像中的至少一个图像来对所述场景中存在的所述至少一个或多个对象进行分类。

10.如权利要求9所述的系统，其中视觉分析包括使用至少一个经训练的机器学习模型来对所述一个或多个对象进行分类。

11.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器能够基于所述微振动识别人。

12.如权利要求1所述的系统，其中预定义光图案选自包括以下各项的组：光点、线和它们的组合。

13.如权利要求1所述的系统，其中所述ToF传感器包括光电二极管或光电二极管阵列，并且每个散斑场被映射到所述ToF传感器的1-100个像素。

14.如权利要求1所述的系统，其被配置用于安装在车辆内部。