[发明专利]一种基于飞行时间的非视域成像方法和系统

权利要求书

1.一种基于飞行时间的非视域成像方法，其特征在于，所述方法包括：

主控制单元接收图像采集指令，并根据所述图像采集指令生成同步控制信号；

所述主控制单元将所述同步控制信号发送给探测单元和照明单元；其中，所述探测单元包括多个像素；

所述照明单元根据所述同步控制信号发射调制光信号，所述调制光信号照射目标物表面；其中，所述调制光信号的频率为第一频率；

所述目标物表面对接收到的所述调制光信号进行反射，生成反射光信号；

成像墙对接收到的反射光信号进行散射，生成散射光信号；

所述探测单元根据所述同步控制信号采集所述散射光信号，将各像素采集到的所述散射光信号转换为各像素的累计电荷数据，并将所述累计电荷数据发送给所述主控制单元；其中，所述探测单元通过四次曝光时间分别采集四次所述散射光信号；

所述主控制单元根据四次接收到的各像素的累计电荷数据进行相位差计算处理，得到各像素的相位差；其中，所述相位差为各像素对应的所述调制光信号和所述散射光信号之间的相位差；

所述主控制单元根据各像素的相位差和所述第一频率进行深度计算处理，得到各像素的深度数据，并根据四次接收到的各像素的累计电荷数据进行强度计算处理，得到各像素的强度数据；

所述主控制单元根据多个像素的深度数据和强度数据生成点云图像数据，并将所述点云图像数据发送给显示单元；

所述显示单元根据所述点云图像数据输出点云图像。

2.根据权利要求1所述基于飞行时间的非视域成像方法，其特征在于,所述调制光信号为采用连续波振幅调制模式调制生成的红外激光信号。

3.根据权利要求1所述基于飞行时间的非视域成像方法，其特征在于，所述探测单元包括分辨率为MⅹN的互补金属氧化物半导体CMOS像素阵列；其中，M和N为正整数。

4.根据权利要求1所述基于飞行时间的非视域成像方法，其特征在于，所述主控制单元根据四次接收到的各像素的累计电荷数据进行相位差计算处理，得到各像素的相位差具体为：

根据公式进行计算处理，得到各像素对应的所述调制光信号和所述散射光信号之间的相位差其中，Q₁,Q₂,Q₃,Q₄为主控制单元四次接收到的各像素对应的累计电荷数据。

5.根据权利要求4所述基于飞行时间的非视域成像方法，其特征在于，所述主控制单元根据各像素的相位差和所述第一频率进行深度计算处理，得到各像素的深度数据，并根据四次接收到的各像素的累计电荷数据进行强度计算处理，得到各像素的强度数据具体为：

根据公式进行深度计算处理，得到每个像素点对应的深度数据d；其中，c表示光速；f表示所述第一频率；各像素的相位差；

根据公式进行强度计算处理，得到每个像素对应的强度数据I；其中，Q₁,Q₂,Q₃,Q₄为主控制单元四次接收到的各像素对应的累计电荷数据。

6.根据权利要求1所述基于飞行时间的非视域成像方法，其特征在于，在所述主控制单元根据各像素的相位差和所述第一频率得到各像素的深度数据和强度数据之后，所述方法还包括：

所述主控制单元根据各像素的强度数据生成强度图像数据，并将所述强度图像数据发送给所述显示单元；

所述显示单元根据所述强度图像数据输出强度图像。

7.根据权利要求1所述基于飞行时间的非视域成像方法，其特征在于，在所述主控制单元根据各像素的相位差和所述第一频率得到各像素的深度数据和强度数据之后，所述方法还包括：

所述主控制单元根据各像素的深度数据生成深度图像数据，并将所述深度图像数据发送给所述显示单元；

所述显示单元根据所述深度图像数据输出深度图像。