[发明专利]改进的3D感测

说明书

一种用于在生成场景的三维(3D)表示的设备中使用的装置(100)。该装置(100)包括发射器模块(104)，该发射器模块具有用于以预定图案发射多个波的发射器，其中该图案具有主轴。装置(100)还包括静止部分和可移动部分(116)。可移动部分(116)被配置成允许发射器模块(104)根据可移动部分(116)的位置和/或定向以多个不同的布置发射预定图案。装置(100)的机械元件(150)限制可移动部分(116)的移动，以便提供在一个或更多个不同的布置中主轴相对于静止部分的可预测的定向。

本技术总体上涉及用于生成场景的三维(3D)表示的装置和方法(也称为3D感测)，且尤其涉及用于改进三维表示的精确性的技术。

对于3D感测，正在开发和使用许多不同的方法。这些方法中有许多涉及旨在建立场景中对象的距离信息的所谓的“深度图”。一般来说，用于生成3D表示/执行3D感测的设备可以包含(例如电磁或声音)波的发射器，以及用于检测反射波的相对应的检测器或传感器。

出于3D感测或深度映射的目的，发射图案化光或结构化光(通常是红外(IR)光)可能是有用的。结构化辐射可以是例如由多个光斑点(dot)或光点(point)形成的图案。当发射光图案时，接收器可以检测在光图案从正在被成像的场景中的对象反射时导致的投射的光图案的失真。原始光图案的失真可以被用于生成场景的3D表示。

因此，可用于生成场景的3D表示的设备可包含结构化光投影仪(即，投射图案化的光(通常是点阵)的部件)。

在申请人的共同未决申请PCT/GB2019/050965中描述了可用于使用结构化光投影仪生成场景的3D表示的技术示例。在这些技术中，用于生成场景的3D表示的装置的元件可以相对于彼此移动，以提高所生成的3D表示的精确性。

在申请人的共同未决申请GB1906885.7中描述了可用于使用飞行时间方法生成场景的3D表示的技术的其他示例。在这些技术中，在传感器的视场上具有空间不均匀强度的照明(例如图案)在传感器的至少一部分视场上移动。

通常，为了使结构化光深度传感器正确地计算深度，必须精确地知道在特定平面中(即，当投射到其上时)投射点的发射角度。特别地，该平面可以对应于包含检测器(例如相机)和发射器的两者的光轴的平面。该角度的误差将导致深度计算推断出观察到的对象比实际情况离检测器更近或更远。当装置的元件相对于彼此可移动时(例如，当致动器用于移动点在结构化光布置中的位置时)，这种移动(和/或致动器的操作)可能导致该角度的额外误差。

本技术的一个目的是提高用于产生3D表示的方法和设备的精确性、特别是但不限于、使用结构化光方法的装置的精确性。

概括地说，本技术的一些方法提供了增加从用于产生3D表示的设备发射的图案的可预测性的方法，该设备具有在其中的可移动元件。

根据第一方面，提供了一种用于生成场景的三维表示的方法，该方法包括：

以预定图案发射多个发射波，该图案具有主轴；

相对于发射器模块的静止部分移动可移动部分，以便根据可移动部分的位置和/或定向以多个不同的布置发射所述预定图案；

其中，可移动部分的移动受到机械元件的限制，以便提供在不同的布置中的一个或更多个不同的布置中主轴相对于静止部分的可预测的定向。

所述移动可以包括将可移动部分移动到相对于静止部分的一个或更多个位置和/或定向，这些位置和/或定向中的每一个导致发射器模块以所述多个布置中的不同的一个布置发射所述预定图案。

所述移动可以包括在所述一个或更多个位置和/或定向中的每一个位置和/或定向上迫使可移动部分抵靠机械元件，使得可移动部分的位置和/或定向是可预测的。

机械元件可以在一个或更多个位置中的每个位置上限制可移动部分在两个相互正交的方向上和/或围绕两个相互正交的轴的移动。