[发明专利]一种结合结构光相机和TOF深度相机的深度信息获取装置和方法

权利要求书

1.一种结合结构光技术和TOF技术的深度信息获取装置，其特征在于，包括主动光源发射装置、TOF传感器、结构光传感器、控制器以及处理器，所述主动光源发射装置和处理器均与控制器相连，所述TOF传感器和结构光传感器均与处理器相连。

2.根据权利要求1所述的结合结构光技术和TOF技术的深度信息获取装置，其特征在于，所述主动光源发射装置包括主动光源、空间调制器及成像系统，所述控制器控制所述主动光源的发射时间调制的光，所述控制器控制所述空间调制器，时间调制的光经空间调制器调制后，由成像系统形成具有空间明暗分布的照明场景。

3.根据权利要求1所述的结合结构光技术和TOF技术的深度信息获取装置，其特征在于，所述结构光传感器与TOF传感器布置时具有重合视野范围。

4.根据权利要求3所述的结合结构光技术和TOF技术的深度信息获取装置，其特征在于，所述TOF传感器和结构光传感器有各自的镜头，需要先进行外参标定，同时像素的映射关系依赖TOF获得深度信息。

5.根据权利要求3所述的结合结构光技术和TOF技术的深度信息获取装置，其特征在于，所述结构光传感器和TOF传感器采用分光方法采集同样条件下的图像和深度信息，实现最大的视场。

6.根据权利要求5所述的结合结构光技术和TOF技术的深度信息获取装置，其特征在于，所述结构光传感器和TOF传感器采用分光方法采集同样条件下的图像和深度信息中，采用分光方法也需要在实施之前标定出结构光传感器和TOF传感器的相对旋转关系，建立像素坐标的映射关系。

7.根据权利要求1所述的结合结构光技术和TOF技术的深度信息获取装置，其特征在于，所述主动光源发射装置的时间调制为正弦波、快速方波序列或者脉冲序列。

8.一种利用权利要求1所述的结合结构光技术和TOF技术的深度信息获取装置的深度信息获取方法，其特征在于，包括：

步骤(1)，控制器控制主动光源发射装置形成具有空间明暗分布的照明场景并照射目标测量区域，TOF传感器接收目标测量区域反射的回波信号，计算光波飞行时间得到各点的深度信息；结构光传感器采集照明下的结构光图像，得到强度信息；

步骤(2)，合并多帧TOF传感器所获得的深度信息实现完整视野范围的深度测量，将所述深度信息映射到结构光图像坐标中，结构光传感器根据TOF深度信息以及光学三角原理计算细分编码，从而获得更精确的深度信息。

9.根据权利要求8所述的深度信息获取方法，其特征在于，所述主动光源发射装置包括主动光源、空间调制器及成像系统，所述控制器控制所述主动光源的发射时间调制的光，所述控制器控制所述空间调制器，时间调制的光经空间调制器调制后，由成像系统形成具有空间明暗分布的照明场景。

10.根据权利要求8所述的深度信息获取方法，其特征在于，所述结构光传感器与TOF传感器布置时具有重合视野范围。