基于时间飞行的深度相机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于时间飞行的深度相机，包括光发射模组、光接收模组、偏振片以及处理电路；光发射模组，用于发射光束；偏振片，设置在光发射模组的出光侧以及光接收模组的入光侧，用于接收光束并使光束形成预设置的偏振方向的第一偏振光束，将偏振光束投射到待拍摄的目标物体上，进而对目标物体反射后的光束筛选出预设置的偏振方向的第二偏振光束；光接收模组，用于接收第二偏振光束；处理电路，用于根据第一偏振光束和第二偏振光束的传播时间或相位差生成目标物体表面的深度数据。本实用新型专利技术中能够对反射后的光束筛选出预设置偏振方向的偏振光束，能够实现对多径反射光束的过滤，简单而又高效的解决了基于时间飞行深度相机的镜面多径问题。

【技术实现步骤摘要】
基于时间飞行的深度相机
本技术涉及3D成像领域，具体地，涉及一种基于时间飞行的深度相机。
技术介绍
近些年，三维感知技术快速发展，在机器视觉、图像导航遥感、手势识别、人脸识别等领域得到了广泛的应用。在三维感知技术中，飞行时间(TimeofFlight，ToF)技术，尤其受到特别的关注与探究。目前的ToF技术测距方式大致为：首先通过发射端投射出调制的近红外光，然后通过传感器接受反射回来的近红外信号。通过测量往返的时间差，或者是相位差，再考虑光传播的速度，从而计算出目标物与传感器间的距离。但是市场上绝大多数的ToF测距视觉系统，其抗干扰能力差，特别在镜面多径问题上，表现较差。即当目标物在光滑的地面上存在倒影时，现有的ToF测距视觉系统，当遇到镜面、水平、瓷砖等反光平面时，都会把倒影当作成实际的物体，从而造成了三维感知的错误，严重影响到ToF技术在机器人视觉系统上的应用。虽然目前有一些补偿多径的算法，但其效果都差强人意，无法达到真正作为机器人视觉效果的要求。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种基于时间飞行的深度相机。根据本技术提供的基于时间飞行的深度相机，包括光发射模组、光接收模组、偏振片以及处理电路；所述光发射模组，用于发射光束；所述偏振片，设置在所述光发射模组的出光侧以及所述光接收模组的入光侧，用于接收所述光束并使所述光束形成预设置的偏振方向的第一偏振光束，将所述偏振光束投射到待拍摄的目标物体上，进而对所述目标物体反射后的光束筛选出预设置的偏振方向的第二偏振光束；所述光接收模组，用于接收所述第二偏振光束；所述处理电路，用于根据所述第一偏振光束和所述第二偏振光束的传播时间或相位差生成所述目标物体表面的深度数据。优选地，所述偏振片包括第一偏振片和第二偏振片；所述第一偏振片，设置在所述光发射模组的出光侧，用于接收所述光束并使所述光束形成预设置的偏振方向的第一偏振光束，进而将所述第一偏振光束投射到待拍摄的目标物体上；所述第一偏振片，设置在所述光接收模组的入光侧，用于对所述目标物体反射后的第一偏振光束筛选出预设置的偏振方向的第二偏振光束。优选地，所述偏振方向为水平横向的线偏振方向。优选地，所述光发射模组采用近红外激光器；所述偏振片为近红外波段的线偏振片。优选地，所述光发射模组包括设置在一光路上的边发射激光器和光束投射器；所述边发射激光器，用于向所述光束投射器投射激光；所述光束投射器，用于将入射的所述激光投射出多束离散准直光束。优选地，所述光发射模组包括设置在一光路上的激光器阵列、准直镜头和分束器件；所述激光器阵列，用于向所述准直镜头投射第一数量级的激光；所述准直镜头，用于将入射的多束激光准直后出射第一数量级的准直光束；所述分束器件，用于将入射的第一数量级的准直光束分束后出射第二数量级的准直光束；所述第二数量级大于所述第一数量级。优选地，还包括扩散器；所述扩散器，用于对多束所述准直光束进行扩散，并使离散的多束所述准直光束以泛光投射至所述目标物体上。优选地，所述光发射模组采用LED近红外光源。优选地，所述光接收模组包括光学成像镜头和光探测器阵列；所述光探测器阵列包括多个呈阵列分布的光探测器；所述光学成像镜头，用于使得透过所述光学成像镜头进入光探测器阵列的所述偏振光束的方向向量与光探测器呈一一对应关系；所述光探测器，用于接收经所述目标物体反射并经所述偏振片筛选出的第二偏振光束。优选地，所述光探测器采用如下任一种光传感器：-CMOS光传感器；-CCD光传感器；-SPAD光传感器。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：本技术中通过在光发射模组和光接收模组前侧设置偏振片，从而能够对反射后的光束筛选出预设置的偏振方向的偏振光束，从而能够实现对多径反射光束的过滤，直接避免了经过多径反射的信号光进入光接收模组，能够省去了多径补偿算法，简单而又高效的解决了基于时间飞行深度相机的镜面多径问题，提高了深度相机的信噪比。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为现有技术中基于时间飞行的深度相机的多径形成原理示意图；图2为现有技术中基于时间飞行的深度相机的多径现象示意图；图3为本技术实施例中基于时间飞行的深度相机的工作原理示意图；图4为本技术实施例中基于时间飞行的深度相机的多径去除效果示意图；图5为本技术实施例中离散光束投射器的一种结构示意图；图6为本技术实施例中离散光束投射器的另一种结构示意图；图7为本技术实施例中光学成像镜头的结构示意图。图中：1为偏振片；201为光探测器阵列；202为光学成像镜头；301为边发射激光器；302为光束投射器；303为激光器阵列；304为准直镜头；305为分束器件。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本技术的保护范围。本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面以具体地实施例对本技术的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。本技术提供的基于时间飞行的深度相机，旨在解决现有技术中存在的问题。下面以具体地实施例对本技术的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本技术的实施例进行描述。图1为现有技术中基于时间飞行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于时间飞行的深度相机，其特征在于，包括光发射模组、光接收模组、偏振片以及处理电路；/n所述光发射模组，用于发射光束；/n所述偏振片，设置在所述光发射模组的出光侧以及所述光接收模组的入光侧，用于接收所述光束并使所述光束形成预设置的偏振方向的第一偏振光束，将所述偏振光束投射到待拍摄的目标物体上，进而对所述目标物体反射后的光束筛选出预设置的偏振方向的第二偏振光束；/n所述光接收模组，用于接收所述第二偏振光束；/n所述处理电路，用于根据所述第一偏振光束和所述第二偏振光束的传播时间或相位差生成所述目标物体表面的深度数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于时间飞行的深度相机，其特征在于，包括光发射模组、光接收模组、偏振片以及处理电路；
所述光发射模组，用于发射光束；
所述偏振片，设置在所述光发射模组的出光侧以及所述光接收模组的入光侧，用于接收所述光束并使所述光束形成预设置的偏振方向的第一偏振光束，将所述偏振光束投射到待拍摄的目标物体上，进而对所述目标物体反射后的光束筛选出预设置的偏振方向的第二偏振光束；
所述光接收模组，用于接收所述第二偏振光束；
所述处理电路，用于根据所述第一偏振光束和所述第二偏振光束的传播时间或相位差生成所述目标物体表面的深度数据。


2.根据权利要求1所述的基于时间飞行的深度相机，其特征在于，所述偏振片包括第一偏振片和第二偏振片；
所述第一偏振片，设置在所述光发射模组的出光侧，用于接收所述光束并使所述光束形成预设置的偏振方向的第一偏振光束，进而将所述第一偏振光束投射到待拍摄的目标物体上；
所述第一偏振片，设置在所述光接收模组的入光侧，用于对所述目标物体反射后的第一偏振光束筛选出预设置的偏振方向的第二偏振光束。


3.根据权利要求1或2所述的基于时间飞行的深度相机，其特征在于，所述偏振方向为水平横向的线偏振方向。


4.根据权利要求2所述的基于时间飞行的深度相机，其特征在于，所述光发射模组采用近红外激光器；
所述偏振片采用近红外波段的线偏振片。


5.根据权利要求1所述的基于时间飞行的深度相机，其特征在于，所述光发射模组包括设置在一光路上的边发射激光器和光束投射器；
所述边发射激光器，用于向...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡满琛，杨心杰，朱力，吕方璐，汪博，
申请(专利权)人：深圳市光鉴科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44