[发明专利]一种基于TOF的深度测量装置、方法及电子设备

权利要求书

1.一种基于TOF的深度测量装置，其特征在于，包括：

光发射模组，用于向目标物体发射光束；

成像模组，用于采集经所述目标物体反射回的反射光束并生成相应的电信号，以及采集所述目标物体的二维图像；

控制与处理器，分别与所述光发射模组以及所述成像模组连接，用于控制所述光发射模组发射被调制的发射光束至目标空间中；以及，同步触发所述成像模组开启并接收来自所述成像模组生成的所述电信号和所述二维图像，基于所述发射模组与成像模组之间的发射信号和所述电信号的相位差获得目标物体的多个TOF深度值，同时利用所述二维图像进行深度学习以获取目标物体的相对深度值，进而基于所述相对深度值从所述多个TOF深度值中确定实际深度值，其中，所述二维图像及TOF深度图均是TOF图像传感器在同一视角采集得到，二维图像中的各个像素与TOF深度图中的各个像素一一对应。

2.如权利要求1所述的基于TOF的深度测量装置，其特征在于：

所述光发射模组被设置成在所述控制与处理器的控制下以多个调制频率发射时序上振幅被连续波调制的光束；

所述成像模组被设置成采集至少部分所述光束并生成相应的电信号；

所述控制与处理器被设置成根据所述电信号计算出相位差，基于所述相位差计算所述光束由发射到被采集所需要的飞行时间，并基于所述飞行时间计算各个像素的TOF深度值。

3.如权利要求1所述的基于TOF的深度测量装置，其特征在于：所述控制与处理器还包括有深度计算单元，所述深度计算单元包括有卷积神经网络结构，通过所述卷积神经网络结构对所述二维图像进行深度学习以获得所述目标物体的相对深度值。

4.一种基于TOF的深度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S20、控制光发射模组向目标物体发射被调制的发射光束；

S21、控制成像模组采集所述发射光束经目标物体反射回的反射光束并生成相应的电信号；以及，采集目标物体的二维图像；

S22、利用控制与处理器接收所述成像模组生成的所述电信号以及接收来自所述成像模组的二维图像，并基于所述发射模组与成像模组之间的发射信号和所述电信号的相位差获得目标物体的多个TOF深度值，同时利用所述二维图像进行深度学习以获取目标物体的相对深度值，进而基于所述相对深度值从所述多个TOF深度值中确定实际深度值，其中，所述二维图像及TOF深度图均是TOF图像传感器在同一视角采集得到，二维图像中的各个像素与TOF深度图中的各个像素一一对应。

5.如权利要求4所述的基于TOF的深度测量方法，其特征在于：

所述光发射模组被设置成在所述控制与处理器的控制下以多个调制频率发射时序上振幅被连续波调制的光束；

所述成像模组被设置成采集经目标物体反射回的至少部分反射光束并生成相应的电信号；

所述控制与处理器被设置成根据所述电信号计算相位差，基于所述相位差计算所述光束由发射到被采集所需的飞行时间，并基于所述飞行时间计算各个像素的TOF深度值。

6.如权利要求4所述的基于TOF的深度测量方法，其特征在于：所述控制与处理器包括有深度计算单元，在步骤S22中，所述深度计算单元通过设计卷积神经网络结构，以对所述二维图像进行深度学习以获取所述目标物体的相对深度值。

7.如权利要求4所述的基于TOF的深度测量方法，其特征在于：步骤S22中，所述控制与处理器通过将所述多个TOF深度值与所述相对深度值作差并取绝对值，选取最小绝对值对应的TOF深度值作为实际深度值；或，

利用所述深度学习得到的所述相对深度值的连续性，指导TOF深度值解卷绕以从所述多个TOF深度值中确定实际深度值。

8.如权利要求4所述的基于TOF的深度测量方法，其特征在于：所述控制与处理器基于所述TOF深度值生成目标物体的TOF深度图，同时基于所述相对深度值生成目标物体的相对深度图。