[发明专利]被动式三维成像装置

说明书

本发明公开了一种被动式三维成像装置，包括：光信号采集模块，用于采集来自场景与目标的不同谱段的光信号；光电传感模块，用于基于不同谱段的光信号生成多帧二维图像；处理器模块，用于基于所述多帧二维图像获取所述被动式三维成像装置的位姿信息，并基于所述位姿信息与多帧所述二维图像生成三维图像。本发明采用可采集不同谱段光信号的光信号采集模块，使被动式三维成像装置达到全天时工作的特点；使用互相适配的各模块组成被动式三维成像装置，提高了集成度，降低了成本，使被动式三维成像装置能够广泛的应用，且通过被动式三维成像装置中的离散点标定模块可对原始深度图进行标定优化，增强了三维成像的精度。

技术领域

本发明涉及三维成像技术领域，尤其涉及一种被动式三维成像装置。

背景技术

目前，三维成像技术在无人驾驶、机器人导航、航空航天、地形测绘等领域都有迫切需求。传统的光电成像设备仅具有二维成像和单点激光测距能力。现有三维成像方法主要分为主动式三维成像方法和被动式三维成像方法。

主动式三维成像方法又分为基于直接ToF(飞行时间)的三维成像方法和基于间接飞行时间的三维成像方法。主动式三维成像设备具有隐蔽性差、集成度低、功耗大、成本高等缺点，从而限制了其推广应用。

被动式三维成像方法是基于二维图像信息解算获得深度信息，从而实现三维成像。但现有被动式三维成像设备具有集成度低、成本高、作用距离近、精度低等缺点，也难以广泛应用。

发明内容

本发明提供一种被动式三维成像装置，用以至少解决现有技术中被动式三维成像设备精度低的问题。

根据本发明实施例中的被动式三维成像装置，包括：

光信号采集模块，用于采集来自场景与目标的不同谱段的光信号；

光电传感模块，用于基于所述不同谱段的光信号生成多帧二维图像；

处理器模块，用于基于所述多帧二维图像获取所述被动式三维成像装置的位姿信息，并基于所述位姿信息与所述多帧二维图像生成三维图像。

根据本发明的一些实施例，所述光信号采集模块为单孔径宽谱段光学系统，所述单孔径宽谱段光学系统的焦距可调。

根据本发明的一些实施例，所述光电传感模块的工作谱段至少包括可见光谱段，所述可见光谱段的像元间距为6μm×6μm、有效像素数为1280×1024，图像频帧为25HZ。

根据本发明的一些实施例，所述光电传感模块工作谱段至少包括红外谱段，所述红外光谱段的像元间距为12μm×12μm、有效像素数640×512，图像频帧为25HZ。

根据本发明的一些实施例，所述处理器模块用于：

基于所述多帧二维图像，采用视觉同步定位与建图方法，获得所述位姿信息与场景的稀疏点云；

将所述位姿信息与所述稀疏点云作为基于深度学习的多帧深度估计方法的优化输入，获得场景的原始深度图；

根据所述原始深度图选取不同距离上的多个离散点，并通过离散点标定模块获取离散点距离信息，以对所述原始深度图进行标定，获得场景的深度图，生成场景的三维图像。

根据本发明的一些实施例，所述离散点标定模块的发射光源根据所述离散点的位姿进行指向控制。