一种生成指示距景物目标的距离的图像的装置，包括： 调制辐射光源，具有第一调制功能并将光辐射导向景物； 检测器，检测景物反射回的、经过第二调制功能调制的光辐射，并且根据检测到的调制光辐射产生对应于景物区域距离的信号； 处理器，接收来自检测器的信号，并依据此信号形成能够指示摄像机与目标间距离的、具有亮度值分布的图像； 控制器，根据处理器形成的图象的亮度值分布调节第一和第二调制功能中的至少一个。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总地涉及用于产生三维图像的系统，具体地讲是涉及能够捕获景物中的图像并且可以判定到景物中的目标以及目标的各个部分的距离。
技术介绍
已知有各种技术可以用于产生景物的三维图像，即包括景深信息或距离信息的图像。典型的方法是飞行时间测量法，相位检测法和三角测量法。这些技术通常需要，例如用激光束对图像进行扫描，逐点地获取景深数据。然而，在许多应用中期望同时获得整幅图像的景深信息或距离信息。美国专利5,200,793，在此引用作为参考，描述了一种距离检测的阵列摄象机，包括一个光源和一个CCD或其它检测器阵列。光电调制器调制由光源发出的目标景物的照明光线以及由景物反射回到检测器阵列的光线，这样，照明光线和检测到的光线具有相同的调制模式。当调制频率发生变化时，计算机分析阵列中每个象素上的光强变化，以便判定从摄象机到由象素成象的景物部分的距离。S.Christie等，在Measurement Science and Technology 6(1995年9月)中的第1301-1308页中，该文献在此引用作为参考，描述了一种二维测距传感器系统。该系统包括照明感兴趣景物的激光器和获取景物图像的门控增强CCD摄象机。激光器经调制产生预期长度的照明脉冲，摄象机经门选通控制使其在相同长度的时间内接收来自景物的光线。摄象机门选通脉冲与照明脉冲同步，或者延迟一些。在门选通脉冲期间，CCD阵列的每个象素接收到的累计光强是摄象机到由象素成象的景物部分的距离的函数，计算机分析整个阵列接收到的光强，由此生成距离信息。距离门选通摄象机在本领域是熟知的。这种摄象机通常包括一个与用于照明景物的脉冲光源或频闪光源一起使用的门选通检测器阵列。例如，可以通过与门选通照明装置耦合来控制阵列的门选通，例如由Imco Electro-optics Ltd.，Essex，U.K.制造的增强透镜系统，或者利用本领域中公知的其它方法。检测器阵列的门选通定时相对于光源有一定的延时，这样只能捕获到距摄象机的距离处于期望范围内的目标。摄象机不能判定在一定范围内的各种目标或不同位置。专利技术概述本专利技术的目的是提供一种改进的测距摄象机，它可以基本上同时地从景物中的各个象素获得景深信息。在本专利技术的一些方面中，测距摄象机同时产生景物的亮度图像和距离图像，两种图像是相互配准的。在本专利技术的一个方面中，测距摄象机产生景物的三维图像。在本专利技术的其它方面中，测距摄象机输出与摄象机到景物中的一个或多个目标的距离有关的信息。该距离信息可以用来过滤和/或进一步处理摄象机获取的图像，或者作为摄象机自身的反馈信息，使之为了进一步的选择和/或更高的精度而调节其距离-检测功能。在本专利技术的优选实施方案中，测距摄象机包括用于照明感兴趣景物的光源和用于检测由景物中的目标反射回的辐射强度的检测器阵列，优选的是CCD阵列，在由本专利技术申请的申请人提交的题为“光学测距摄象机”的第一PCT专利申请中给出了相应的描述，该申请也给予了本申请的受让人，其内容在此引用作为参考。例如，可以利用机械或液晶光阀调制辐射源，光阀以预定的已知周期阻断和接通光源。以类似的方式调制反射光，这样优选地在预定的已知周期内阻断和接通到达检测器阵列的光辐射，该周期可以与阻断和接通辐射光源的时间周期相同，更加优选地是与之不同。然后，处理到达检测器阵列并在那里被检测的辐射强度，以便确定从摄象机到景物中的目标的距离。在本专利技术的一些优选实施方案中，如上所述，可以利用一个或多个机械或液晶光阀调制辐射光源和反射辐射，还可以以类似的方式使用在本领域中众知的其它类型辐射调制器。由此，在本专利技术的一些优选实施方案中，利用一个或多个电光调制器例如，KDP晶体调制器，调制光源辐射或检测的辐射。另外，在本专利技术的一些方面，可以通过向光源驱动电路提供适宜的波形来电调制辐射光源。此外，还可以利用本领域众知的复位/读出技术调制反射辐射，其中检测器阵列首先复位，即基本上完全清除阵列的单元中所积累的电荷，然后，经过一段已知的预定延迟，读出并测量在单元中积累的电荷。辐射光源优选地包括一个激光器，但还可以包括适宜的其它类型的光源。在本专利技术的一些优选实施方案中，测距摄象机可以包括一个远心光路系统，在由本申请人提交的题为“远心光学测距摄象机”的第二PCT专利申请中给出了相应的描述，该申请也给予了本申请的受让人，其内容在此引用作为参考。优选地，反射辐射由适宜的聚集光学装置接收，由电光调制器调制，例如KDP晶体调制器。更加优选地是光源辐射和反射辐射与公共光轴对准。在一个这样的优选实施方案中，光源辐射和反射辐射由公用电光调制器调制，而在其它的优选实施方案中，它们分别由不同的调制器调制。在本专利技术的优选实施方案中，辐射光源由第一波形调制，反射辐射由第二波形调制。调节第一和第二波形的形状以及波形间的延迟以便给出检测器阵列中的各个单元检测到的光强与摄象机到由象素成象的目标的距离之间的预期的函数关系。优选地是，调节第一和第二波形的形状以及波形间的延迟以便定义距离“窗口”，即从摄象机到目标的距离的一定范围，据此可以确定目标的距离。利用第一和第二波形分别调制辐射光源和反射辐射，摄象机可以只获得窗口内目标的图像。通过适当地调节距离窗口，可以简化对辐射进行检测以便确定从摄象机到窗口内目标的距离的处理过程，和/或提高其精度。优选地是，还对窗口进行调节以便使摄象机对于与感兴趣的景物部分相对应的在距摄象机的一定距离范围内的目标的动态范围最大化。在本专利技术的优选实施方案中，第一和第二波形应当保证在检测器阵列的一场或一帧中能够多次阻断和接通光源辐射和/或反射辐射。优选地是，第一和第二波形包括多个脉冲，其中第二波形中的每一个脉冲以预定的，通常是恒定的，延迟跟随第一波形中的相应脉冲。考虑到标准视频场信号的持续时间为16毫秒，第一和第二波形的脉冲持续时间通常小于1毫秒，能够在一帧或一场的时间内包含几十或几百个这样的脉冲将是非常好的。这种多脉冲调制功能对于增加由摄象机生成的图像的信噪比是十分有帮助的。在本专利技术的一些优选实施方案中，可以自适应地调节窗口以便获得一个或多个感兴趣目标的图像。优选地是，通过利用持续时间相对较长的波形调制光源和反射辐射来初始定义第一窗口，它覆盖一个距摄象机的较大的距离范围。在这个窗口内获得感兴趣目标的图像，并判定距至少一个目标的距离。然后定义第二窗口，它至少包含一个目标，优选地覆盖一个比第一窗口窄的距离范围。以这种方式，获取第二幅图像，降低了非感兴趣目标的数目，可以更加精确地确定距至少一个感兴趣目标的距离。优选地是，自适应地调节窗口使之跟踪至少一个感兴趣的目标。随着摄象机距目标的距离变化，调制波形随之变化，这样目标保持在由窗口覆盖的距离范围内。另外，利用探测光束可以初始确定距感兴趣目标的距离，例如激光测距仪或本领域众知的其它类型的测距仪。然后调节窗口使目标处于它所覆盖的距离范围内。在本专利技术的优选实施方案中，不能获得距摄象机的距离处于窗口之外的景物部分的图像，或者说这一部分的图像与景物中的感兴趣目标图像是分离的。然后，本专利技术用于，例如，从更远的背景中分辨出一个或多个感兴趣的目标。在一些优选实施方案中，感兴趣的目标图像与其它图像，例如利用本领域中众知的技术得到的计算机处理或计算机生成的图像，合并本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：G·雅哈，G·I·伊丹，
申请(专利权)人：三DV系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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