[发明专利]结构光测距装置及方法

权利要求书

1.一种结构光测距装置，包括：

红外光源，具有预定的工作周期，并且在每个工作周期内具有预定的点亮时段和关闭时段，所述红外光源在所述点亮时段向被测空间投射结构光；

图像传感器，所述图像传感器以预定的帧周期对所述被测空间内反射的结构光进行成像，所述点亮时段的长度T_on和所述关闭时段的长度T_off分别是所述帧周期的长度T_fr的整数倍；以及

连接至所述红外光源和所述图像传感器的处理器，所述处理器对在同一工作周期内的点亮时段和关闭时段获取的图像帧进行差分处理，并且根据确定经差分处理的图像帧中每一个反射片段相对于所述图像传感器的深度数据。

2.根据权利要求1所述的结构光测距装置，其中，

在每个所述帧周期内，所述图像传感器的所有像素区域具有相同的曝光期，并在所述曝光期内同步曝光。

3.根据权利要求2所述的结构光测距装置，其中，

所述点亮时段的长度T_on和所述关闭时段的长度T_off分别与所述帧周期的长度T_fr相同。

4.根据权利要求1所述的结构光测距装置，其中，

所述图像传感器对其像素逐行依次执行读取操作，每一行像素的相邻两次读取操作之间的时间差为所述帧周期，所述红外光源在每个工作周期内的点亮时段的长度T_on至少等于两个帧周期长度T_fr，

所述处理器叠加在同一点亮时段内获取的至少两个图像帧作为与关闭时段获取的图像帧进行差分处理的所述点亮时段获取的图像帧。

5.根据权利要求4所述的结构光测距装置，其中，

所述点亮时段的长度T_on等于两个帧周期长度T_fr，并且所述关闭时段的长度T_off与所述帧周期的长度T_fr相同。

6.根据权利要求4所述的结构光测距装置，还包括：

触发信号发生装置，其中所述图像传感器响应于所述触发信号发生装置逐一发送的触发信号，对其像素进行逐行复位操作。

7.根据权利要求1所述的结构光测距装置，其中，所述红外光源投射的结构光是线形光，所述图像传感器与所述红外光源具有预定的相对空间位置关系并且包括一个红外光图像传感器，

所述处理器根据经差分处理的图像帧上的反射片段的纵深距离以及所述相对空间位置关系确定每一个所述反射片段的深度数据。

8.根据权利要求1所述的结构光测距装置，其中，所述图像传感器包括两个图像传感器，所述两个图像传感器之间具有预定相对空间位置关系，所述两个图像传感器分别用于对所述被测空间内反射的结构光成像，

所述处理器根据所述两个图像传感器之间的预定相对空间位置关系、基于同一反射片段在两个反射图像中相对应地形成的片段图像的位置差异，确定每一个反射片段的深度数据。

9.一种结构光测距方法，包括：

使用具有预定工作周期的红外光源在其每个工作周期内的预定点亮时段向被测空间投射结构光，每个工作周期内还包括预定关闭时段；

使用图像传感器以预定的帧周期对所述被测空间内反射的结构光进行成像，所述点亮时段的长度T_on和所述关闭时段的长度T_off分别是所述帧周期的长度T_fr的整数倍；以及

对在同一工作周期内的点亮时段和关闭时段获取的图像帧进行差分处理，并且根据确定经差分处理的图像帧中每一个反射片段相对于所述图像传感器的深度数据。

10.根据权利要求9所述的结构光测距方法，其中，使用扫描式图像传感器对其像素逐行依次执行读取操作，每一行像素的相邻两次读取操作之间的时间差为所述帧周期，所述红外光源在每个工作周期内的点亮时段的长度T_on至少等于两个帧周期长度T_fr，以及

叠加在同一点亮时段内获取的至少两个图像帧作为与关闭时段获取的图像帧进行差分处理的所述点亮时段获取的图像帧。