[发明专利]具有位置传感器系统的飞行时间相机

说明书

本发明涉及具有位置传感器系统的飞行时间相机。一种飞行时间（TOF）相机系统包括辐射源、辐射检测器、位置传感器系统和处理器。辐射源被配置成生成和发射撞击目标对象的辐射。辐射检测器被配置成检测从目标对象反射的辐射并且基于经反射的辐射生成包括在不同时间处相继被检测的至少两个原始样本的样本集。位置传感器系统被配置成检测在检测期间TOF相机的移动并且基于TOF相机的移动生成具有唯一地对应于样本集的每一个原始样本的其部分的移动信号，其中移动信号的部分与生成对应原始样本同时被检测。处理器被配置成接收原始样本和对应移动信号部分并且基于原始样本和对应移动信号部分生成对象信息。

技术领域

本公开在三维相机的领域中，具体地，在飞行时间相机和与其相关联的位置传感器系统的领域中。

背景技术

飞行时间（TOF）相机是以相对高的帧率提供深度和反射比测量的紧凑传感器。通过处理针对目标对象的充足像素的所测量的深度和反射比信息，获取目标对象的三维（3D）图像。

相机与目标对象之间的相对移动影响所获取的目标对象的3D图像的质量。像素由于相对移动而混合。另外，相对移动影响所测量的目标对象的单个像素的深度和反射比信息并且有时使其无效。这是因为对于TOF相机，单个像素的深度和反射比信息通常通过处理在不同时间处相继取得的几个原始样本来获取。

附图说明

图1是图示了具有飞行时间（TOF）相机和目标对象的3D成像系统的框图。

图2是图示了具有像素阵列的TOF相机的辐射检测器的图。

图3A是图示了根据一些实施例的在测量目标对象时TOF相机的移动的图。

图3B是图示了根据一些实施例的一些原始样本和通过单个像素获取的移动信号的框图。

图4是图示了根据一些实施例的操作TOF相机的方法的流程图。

图5是图示了根据一些其它实施例的操作TOF相机的方法的流程图。

图6A和6B示出根据一些实施例的用于TOF相机的信号处理机制。

具体实施方式

现在将参考绘制的附图描述本公开，其中相同的参考标号自始至终用于指相同的元件，并且其中所图示的结构和设备不一定按比例绘制。

公开了将位置传感器系统合并到飞行时间（TOF）相机中的系统和方法。TOF相机检测来自辐射源的经发射的辐射（所述辐射源在一个实施例中为TOF相机的一部分）撞击目标对象并且从目标对象反射回到辐射源所需要的时间。然后通过所检测到的时间和已知的辐射速度来计算源与目标对象之间的距离。在一些实施例中，经发射的辐射可以是经调制的连续周期性电磁波。时间通过比较可能的经调制的经发射的辐射和在不同时间处相继检测到的经反射的辐射的多于一个样本之间的相移来获取。如果TOF相机在经反射的辐射的检测期间移动，所检测到的相移并未针对相同的对应距离并且不能被正确地处理。对于经反射的辐射的每一个所检测到的样本，位置传感器系统检测具有对应于TOF相机的相对移动的部分的移动信号。如果移动信号的部分超过预确定的阈值，可以舍弃对应相移数据。

在一些实施例中，对应相移数据是包括对应于目标对象的不同部分的像素阵列的原始帧。在这种情况中，可以应用另外的处理布置以将原始帧与在不同时间处取得的一个或多个原始帧比较以保留一些重叠的原始样本而同时舍弃一些其它的原始样本。