[发明专利]使用超声波深度感测的RGB-D成像系统和方法

说明书

本发明提供了一种RGB‑D成像系统(100)，用于产生包括深度数据的图像。所述RGB‑D成像系统(100)包括超声波传感器阵列(110)，所述超声波传感器阵列(110)用于通过波束成形生成深度图数据；RGB相机组件(130)，可操作地连接至所述超声波传感器阵列(110)，所述RGB相机组件(130)用于生成RGB图像数据。因此所述RGB‑D成像系统(100)相比传统系统提供/能够改进在各种光照条件下的成像。本发明还提供了产生RGB‑D图像的方法。

本申请是申请号为201480075391.1，申请日为2014年10月28日，发明名称为使用超声波深度感测的RGB-D成像系统和方法的分案申请。

技术领域

本发明涉及数字成像、计算机视觉和超声波感测，并且更确切地涉及RGB-D相机系统和方法。

背景技术

RGB-D相机是能够产生三维图像(平面二维图像+垂直深度图图像)的相机。RGB-D相机通常具有两组不同的传感器。其中一组传感器包括光学接收传感器(例如，RGB相机)，用于接收通常以R(红)、G(绿)和B(蓝)三种颜色各自的强度值来表示的环境图像。另一组传感器包括红外激光或结构光传感器，用于检测被观测物体的距离(D)并且获取深度图图像。RGB-D相机的应用包括空间成像、手势识别、距离检测等。

一种类型的RGB-D相机应用红外光源用于成像(例如Microsoft的Kinect)。该相机具有某个光源，能够发出具有特定空间结构的红外光。此外，该相机配备用于接收红外光的镜头和滤波芯片。相机的内部处理器计算接收到的红外光的结构，并且通过光结构的变化，该处理器感知物体的结构和距离信息。

传统的RGB-D相机(如Microsoft的Kinect)利用红外光检测方法获取深度信息。然而，基于红外光检测的方法在室外环境下，特别是对于被阳光照射的物体来说很难工作，因为阳光光谱具有很强的红外特征，会掩盖检测器发出的红外光。有些红外光检测器通过提高功率(例如，使用激光或通过增加光源的强度)来解决这个问题。然而，这种方法是不期望的，因为它需要较大的功耗。

根据前述内容，需要提供一种改进的RGB-D成像系统以及方法，以克服前述的传统RGB-D成像系统的缺陷与不足。

发明内容

本发明提供了一种RGB-D成像系统，包括：

超声波传感器阵列，所述超声波传感器阵列用于通过波束成形生成深度图数据；

RGB相机组件，可操作地连接至所述超声波传感器阵列，所述RGB相机组件用于生成RGB图像数据。

在一些实施方式中，所述超声波传感器阵列包括：多个超声波传感器。

在一些实施方式中，所述超声波传感器阵列还包括：基板；

所述多个超声波传感器定位在所述基板的由多个行和多个列所限定的矩阵上。

在一些实施方式中，所述超声波传感器阵列还包括：一个或多个超声波发射器；

所述超声波发射器被定位在所述基板上的所述矩阵内的介于所述行与所述列之间；或者，

所述超声波发射器被定位在所述矩阵之外。

在一些实施方式中，所述超声波发射器被定位在与所述矩阵相同、平行或分开的平面上。

在一些实施方式中，还包括：壳体；

所述超声波传感器阵列和所述RGB相机组件定位在所述壳体上。

在一些实施方式中，所述RGB相机组件包括：感光成像芯片；

所述超声波传感器阵列和所述感光成像芯片在所述壳体上被定位在共同的、平行的平面上。