[发明专利]一种光纤标定装置及方法

说明书

本发明提供一种光纤标定装置及方法，用于标定TOF相机，包括：第一光纤，用于将TOF相机发射模组的光束传输至第一部件；第一部件，与光导纤维组中光导纤维的输入端相连，用于接收发射模组的光束并分别通过每一条光导纤维向外传输；光导纤维组，包括至少两条不同长度的光导纤维，用于传输光束，每一条光导纤维包括输入端和输出端；第二部件，与光导纤维组中光导纤维的输出端相连，用于分别接收每一条光导纤维传输的光束并通过第二光纤传输到TOF相机的接收模组并依次产生光信号；控制与处理器，用于分别基于光信号计算所述光束的飞行时间以获取光束实际飞行距离，拟合wiggling曲线，对所述TOF相机进行标定。

技术领域

本发明涉及光纤标定技术领域，尤其涉及一种光纤标定装置及方法。

背景技术

时间飞行(Time of Flight，TOF)测距技术是通过计算光束从被发射到经目标物体反射被接收的时间差或相位差来计算目标物体的距离，以获得目标物体的深度数据信息。基于TOF测距技术已经开始应用在三维测量、手势控制、机器人导航、安防和监控等领域。

在现有技术中，TOF深度相机主要含有以下几种误差来源：1、由于调制-解调信号偏差产生的系统误差，简称“wiggling”；2、由入射光强度变化引起的误差；3、温度变化引起的误差；4、积分时间不同引起的误差。因此，若想要实现更高精度的测量，就需要对误差进行校正。在上述误差校正中，最繁琐的误差校正为wiggling，现有方法对于wiggling标定通常采用导轨法或cattree，但是这两种方法仅适用近距离的TOF相机标定，对于远距离的TOF标定，则由于标定设备体积大，且效率低，不利于实际应用。

专利申请201910169388.2提出了一种光纤标定技术，利用不同长度的光导纤维对TOF相机的不同距离进行标定。该技术不仅缩小了标定设备的体积，而且提高了标定效率。但是由于不同长度的光导纤维最后被不同的相机像素接收，因此该技术无法避免由于不同像素之间的相位延迟、像素偏差等造成的精度误差。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明为了解决现有的问题，提供一种光纤标定装置及方法。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下所述：

一种光纤标定装置，用于标定TOF相机，包括控制与处理器和依序连接的：第一光纤、第一部件、光导纤维组、第二部件、第二光纤；所述第一光纤，用于将所述TOF相机发射模组的光束传输至所述第一部件；所述第一部件，与所述光导纤维组中光导纤维的输入端相连，用于接收所述发射模组的光束并分别通过每一条所述光导纤维向外传输；光导纤维组，包括至少两条不同长度的光导纤维，用于传输所述光束，每一条所述光导纤维包括所述输入端和输出端；所述第二部件，与所述光导纤维组中所述光导纤维的输出端相连，用于分别接收每一条所述光导纤维传输的光束并通过所述第二光纤传输到所述TOF相机的接收模组并依次产生光信号；所述控制与处理器，与所述TOF相机的发射模组和采集模组连接，用于分别基于所述光信号计算所述光束的飞行时间以获取所述光束实际飞行距离，利用所述光束传输的理论光程与对应的所述光束实际飞行距离拟合wiggling曲线，对所述TOF相机进行标定。

在本发明的一种实施例中，所述第一部件是第一光路开关，用于导通或关闭每一条所述光导纤维的输入端；所述第二部件是第二光路开关，用于导通或关闭每一条所述光导纤维的输出端。第一控制开关，控制所述第一部件导通或关闭所述光导纤维的输入端；第二控制开关，控制所述第二部件导通或关闭所述光导纤维的输出端。