基于目标检测的自动对焦初始化制造技术

系统、方法和/或装置用于相对于图像传感器移动光学器件以对焦图像。装置经由一个或多个深度传感器获取预定义空间坐标系内的一组深度测量值。所述一组深度测量值的各深度测量值指示从成像装置到物体的距离。一个或多个朝向传感器确定成像装置在预定坐标系统内的朝向信息。所述方法还包括基于所述深度测量值组和所述朝向信息来估计成像装置和所述物体之间的物距。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于目标检测的自动对焦初始化
所公开的实施例总体上涉及对焦图像，更具体地但不排他地涉及基于要成像的物体的位置调整成像装置内的光学器件的位置。
技术介绍
诸如无人飞行器(UAV)的可移动物体通常配备有各种类型的传感器。例如，UAV可以使用深度传感器以进行例如避障和/或目标检测。固定在UAV上的朝向传感器可以用于例如成像和/或飞行控制目的。可移动物体可以包括诸如相机的成像装置，其在可移动物体运行时捕获图像。自动对焦技术广泛用于各种相机，用于调整装置的光学系统以提供对焦图像输出。由于UAV经常相对于图像主体运动，因此快速自动对焦过程对于连接到UAV的相机而言特别有利。
技术实现思路
需要一种使用可移动物体传感器数据来初始化光学器件相对于图像传感器的距离的系统和方法。这样的系统和方法可选地补充或取代用于将光学器件移动到相对于图像传感器的初始位置的常规方法。根据本申请的一些实施例的光学器件的精心选择的初始位置可以显著减少将包括所述光学器件的成像装置对焦在期望目标上并拍摄所述目标的图片所花费的时间。当成像装置被承载在诸如UAV、机器人、载运工具等的可移动物体上时，该特征是非常重要的。根据一些实施例，一种用于相对于成像装置内的图像传感器移动光学器件的方法包括：由一个或多个深度传感器获取预定义空间坐标系内的一组深度测量值。所述一组深度测量值的各深度测量值指示从成像装置到物体的距离。一个或多个朝向传感器确定成像装置在预定坐标系统内的朝向信息。所述方法还包括：基于所述一组深度测量值和所述朝向信息来估计所述成像装置与所述物体之间的物距，并根据所估计的成像装置与物体之间的物距和光学器件的焦距来将所述光学器件从第一位置移动到第二位置。在一些实施例中，基于所估计的物距和光学器件的焦距来确定像距。光学器件根据所确定的像距从第一位置移动到第二位置。根据一些实施例，一种无人飞行器(UAV)包括：推进系统；一个或多个深度传感器；一个或多个朝向传感器；包括图像传感器和光学器件的成像装置；以及连接到所述推进系统、所述一个或多个深度传感器、所述一个或多个朝向传感器和所述成像装置的一个或多个处理器。所述一个或多个处理器被配置为：由所述一个或多个深度传感器获取预定义空间坐标系内的一组深度测量值。所述一组深度测量值的各深度测量值指示从成像装置到物体的距离。所述一个或多个朝向传感器确定成像装置在预定坐标系统内的朝向信息。所述一个或多个传感器还被配置为：基于所述一组深度测量值和所述朝向信息来估计所述成像装置与所述物体之间的物距，并根据所估计的成像装置与物体之间的物距和光学器件的焦距来将所述光学器件从第一位置移动到第二位置。在一些实施例中，基于所估计的物距和光学器件的焦距来确定像距。光学器件根据所确定的像距从第一位置移动到第二位置。根据一些实施例，一种用于在成像装置中相对于图像传感器移动光学器件的系统包括：一个或多个深度传感器；一个或多个朝向传感器；包括图像传感器和光学器件的成像装置；以及连接到所述一个或多个深度传感器、所述一个或多个朝向传感器和所述成像装置的一个或多个处理器。所述一个或多个处理器被配置为：由所述一个或多个深度传感器获取预定义空间坐标系内的一组深度测量值。所述一组深度测量值的各深度测量值指示从成像装置到物体的距离。所述一个或多个朝向传感器确定成像装置在预定坐标系统内的朝向信息。所述一个或多个传感器还被配置为：基于所述一组深度测量值和所述朝向信息来估计所述成像装置与所述物体之间的物距，并根据所估计的成像装置与物体之间的物距和光学器件的焦距来将所述光学器件从第一位置移动到第二位置。在一些实施例中，基于所估计的物距和光学器件的焦距来确定像距。光学器件根据所确定的像距从第一位置移动到第二位置。根据一些实施例，一种计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，其中所述指令在被执行时使装置：由所述一个或多个深度传感器获取预定义空间坐标系内的一组深度测量值。所述一组深度测量值的各深度测量值指示从成像装置到物体的距离。所述一个或多个朝向传感器确定成像装置在预定坐标系统内的朝向信息。所述一个或多个程序还包括指令，其中所述指令在被执行时引起所述装置：基于所述一组深度测量值和所述朝向信息来估计所述成像装置与所述物体之间的物距，并根据所估计的成像装置与物体之间的物距和光学器件的焦距来将所述光学器件从第一位置移动到第二位置。在一些实施例中，基于所估计的物距和光学器件的焦距来确定像距。光学器件根据所确定的像距从第一位置移动到第二位置。附图说明图1示出了根据一些实施例的可移动物体环境。图2示出了根据一些实施例的可移动物体。图3示出了根据一些实施例的可移动物体的感测系统。图4示出了根据一些实施例的由可移动物体的深度传感器获得的一组深度测量值。图5示出了成像装置的光学器件与远方物体之间的物距。图6示出了根据一些实施例的在空间坐标系的情境下的一组深度测量值。图7示出了根据一些实施例的用于确定物距的估计值的变量。图8A示出了根据一些实施例的光学器件与图像传感器相距第一距离的成像装置。图8B示出了根据一些实施例的光学器件与图像传感器相距第二距离的成像装置。图9A-9C是示出了根据一些实施例的用于相对于图像传感器移动光学器件的方法的流程图。具体实施方式现将详细参照实施例，其示例在附图中示出。在下面的详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对各种所述实施例的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解可以在无需这些特定细节的情况下实践各种所述的实施例。在其他实例中，没有详细描述公知的方法、过程、组件、电路和网络，以避免不必要地使实施例的方面模糊不清。以下描述使用无人飞行器(UAV)作为可移动物体的示例。UAV包括例如固定机翼的飞行器和旋转机翼的飞行器，诸如，直升机、四轴飞行器以及具有其他数量和/或配置的旋翼的飞行器。本领域技术人员显而易见可知的是其他类型的可移动物体可以代替下文所述的UAV。这里描述与针对诸如UAV的可移动物体的光学调整有关的技术。配备有提供深度测量数据和/或朝向数据的传感器的UAV或其它装置可以利用传感器数据来快速确定光学器件相对于成像装置中的图像传感器的初始位置，从而加快实现成像装置对焦的速度。图1示出了根据一些实施例的可移动物体环境100。可移动物体环境100包括可移动物体102。在一些实施例中，可移动物体102包括载体104和/或负载106。在一些实施例中，载体104被用于将负载106连接到可移动物体102。在一些实施例中，载体104包括用于将负载106与可移动物体102的移动和/或移动机构114的移动相隔离的元件(例如，云台和/或减震元件)。在一些实施例中，载体104包括用于控制负载106相对于可移动物体102的移动的元件。在一些实施例中，负载106被连接(例如，刚性地连接)到可移动物体102(例如，经由载体104连接)，使得负载106相对于可移动物体102保持基本静止。例如，载体104被连接到负载106，使得负载不能相对于可移动物体102移动。在一些实施例中，负载106被直接安装到可移动物体102，而不需要载体104。在一些实施例中，负载106部分地或完全地位于可移动物体102内。在一些实施例中，控制单元108与可移动物体102通信，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于相对于成像装置内的图像传感器移动光学器件的方法，所述方法包括：由一个或多个深度传感器获取预定义空间坐标系内的一组深度测量值，其中该组深度测量值的各深度测量值指示预定义空间坐标系内从成像装置到物体的距离；由一个或多个朝向传感器确定成像装置在预定义空间坐标系内的朝向信息；基于该组深度测量值和所述朝向信息来估计成像装置和所述物体之间的物距；以及根据所估计的成像装置与物体之间的物距以及光学器件的焦距，将光学器件从第一位置移动至第二位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于相对于成像装置内的图像传感器移动光学器件的方法，所述方法包括：由一个或多个深度传感器获取预定义空间坐标系内的一组深度测量值，其中该组深度测量值的各深度测量值指示预定义空间坐标系内从成像装置到物体的距离；由一个或多个朝向传感器确定成像装置在预定义空间坐标系内的朝向信息；基于该组深度测量值和所述朝向信息来估计成像装置和所述物体之间的物距；以及根据所估计的成像装置与物体之间的物距以及光学器件的焦距，将光学器件从第一位置移动至第二位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个深度传感器包括以下至少一个：第一深度传感器，所述第一深度传感器具有沿第一轴线的第一朝向；第二深度传感器，所述第二深度传感器具有沿与第一轴线正交的第二轴线的第二朝向；以及第三深度传感器，所述第三深度传感器具有沿与第一轴线和第二轴线正交的第三轴线的第三朝向。3.根据权利要求2所述的方法，其中，估计所述成像装置和所述物体之间的物距包括：使用所述朝向信息确定所述光学器件的中心轴线和空间坐标系的第一轴线之间的第一角度；使用所述朝向信息确定第二角度，其中所述第二角度是以下轴线之间的夹角：被投影在由空间坐标系的第二轴线和第三轴线定义的平面上的光学器件的中心轴线；以及空间坐标系的第二轴线；以及基于所述第一角度、所述第二角度和该组深度测量值，估计所述物距。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在将光学器件移动至第二位置之后，根据自动对焦操作，将所述光学器件从第二位置移动至第三位置。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述自动对焦操作是对比度自动对焦操作。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个深度传感器包括以下至少一个：压力传感器、红外传感器、超声传感器、立体相机和飞行时间相机。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个压力传感器是超声传感器。8.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述一个或多个深度传感器获取一组深度测量值包括：由信号发生器生成信号；以及由所述一个或多个深度传感器检测所述物体对所述信号的反射。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个朝向传感器包括加速度计、磁力计、电位计、霍尔传感器和陀螺仪中的至少一个。10.一种无人飞行器UAV，包括：推进系统；一个或多个深度传感器；一个或多个朝向传感器；成像装置，包括图像传感器和光学器件；以及一个或多个处理器，所述一个或多个处理器与所述推进系统、所述一个或多个深度传感器、所述一个或多个朝向传感器以及所述成像装置耦合；所述一个或多个处理器被配置为：由所述一个或多个深度传感器获取预定义空间坐标系内的一组深度测量值，其中该组深度测量值的各深度测量值指示从成像装置到物体的距离；由一个或多个朝向传感器确定成像装置在预定义空间坐标系内的朝向信息；基于该组深度测量值和所述朝向信息来估计成像装置和所述物体之间的物距；以及根据所估计的成像装置与物体之间的物距以及光学器件的焦距，将光学器件从第一位置移动至第二位置。11.根据权利要求10所述的UAV，其中，所述一个或多个深度传感器包括以下至少一个：第一深度传感器，所述第一深度传感器具有沿第一轴线的第一朝向；第二深度传感器，所述第二深度传感器具有沿与第一轴线正交的第二轴线的第二朝向；以及第三深度传感器，所述第三深度传感器具有沿与第一轴线和第二轴线正交的第三轴线的第三朝向。12.根据权利要求11所述的UAV，其中，估计所述成像装置和所述物体之间的物距包括：使用所述朝向信息确定所述光学器件的中心轴线和空间坐标系的第一轴线之间的第一角度；使用所述朝向信息确定第二角度，其中所述第二角度是以下轴线之间的夹角：被投影在由空间坐标系的第二轴线和第三轴线定义的平面上的光学器件的中心轴线；以及空间坐标系的第二轴线；以及基于所述第一角度、所述第二角度和该组深度测量值，估计所述物距。13.根据权利要求10所述的UAV，其中，所述一个或多个处理器被配置为：在将...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞利富，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44