[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

说明书

本发明提供了用于检测场景中的一个或多个对象的振动的系统和方法，其包括至少一个照明源，该至少一个照明源被配置为在场景上以结构化光图案投射光；飞行时间(ToF)成像装置，该ToF成像装置包括：照明源，该照明源被配置为将调制光投射到场景中；ToF传感器，该ToF传感器被配置为捕获多个图像，该多个图像包括调制光、结构化光图案从场景中的一个或多个对象的反射以及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，该至少一个处理器被配置为：通过分析多个图像来提取所述一个或多个对象的深度数据，并且分析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，并且基于所述散斑图案分析和所述深度数据来识别至少一个对象的振动。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年12月2日提交的名称为“SYSTEMS,DEVICES AND METHODS FORMICRO-VIBRATION DATA EXTRACTION USING A TIME OF FLIGHT(ToF)IMAGING DEVICE”的美国临时申请序列号62/774,255(代理人案卷号GR001/USP)的优先权，该申请全文以引用方式并入本文。

版权声明

本说明书中提到的所有出版物、专利和专利申请以引用方式并入本文，其程度如同每个单独的出版物、专利或专利申请被具体地和单独地指明以引用方式并入。

技术领域

本发明在其一些实施方案中涉及分析由成像装置捕获的图像以检测场景中的对象，并且更具体地但不排他地涉及分析由飞行时间(ToF)成像装置捕获的图像以检测场景中的对象，包括其运动和微振动。

背景技术

包括运动和/或微振动检测的对象和人检测是极具挑战性的任务，因此许多利益相关者投入了大量研究来开发和部署用于准确地检测和分类场景中存在的对象的工具、算法和方法。

自动对象检测方法和系统正受到不断增长的关注，因为它们可以应用于范围从商业应用、娱乐应用到自动和/或自主车辆等的多个系统、服务和/或应用。

尽管已经提出了现有成像和检测装置和方法。但现有成像装置是大且笨重的，包括例如必须同时操作的多个成像装置，并且因此由于复杂的串扰和校准问题，可具有不太理想的分辨率、灵敏度和较小的准确度。

鉴于以上所述，克服现有检测的上述缺陷中的至少一些缺陷的改进的感测和检测装置将是有益的。理想的是，这样的装置将是紧凑的，与其他装置和系统诸如车辆集成，足够坚固且成本低以对最终用户感测对象是实用的，方便且便于使用。

发明内容

本公开提供了改进振动检测和分类的系统、装置和方法。根据第一实施方案，提供了一种用于检测场景中的一个或多个对象的振动的系统，该系统包括：至少一个照明源，该至少一个照明源被配置为在场景上以结构化光图案投射光；

飞行时间(ToF)成像装置，该ToF成像装置包括：照明源，该照明源被配置为将调制光投射到场景中；ToF传感器，该ToF传感器被配置为：

捕获多个图像，所述多个图像包括调制光和结构化光图案从场景中的一个或多个对象的反射以及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，该至少一个处理器被配置为：通过分析多个图像来提取所述一个或多个对象的深度数据；分析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；以及基于所述散斑图案分析和所述深度数据来识别一个或多个对象的振动。

在实施方案中，通过以下方式来提取所述深度数据：测量投射调制光和反射调制光之间的相位差，并且进一步分析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分析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散斑图案的一个或多个变化。