[发明专利]基于时间飞行的深度相机

说明书

本发明提供了一种基于时间飞行的深度相机，包括光发射模组、光接收模组、偏振片以及处理电路；光发射模组，用于发射光束；偏振片，设置在光发射模组的出光侧以及光接收模组的入光侧，用于接收光束并使光束形成预设置的偏振方向的第一偏振光束，将偏振光束投射到待拍摄的目标物体上，进而对目标物体反射后的光束筛选出预设置的偏振方向的第二偏振光束；光接收模组，用于接收第二偏振光束；处理电路，用于根据第一偏振光束和第二偏振光束的传播时间或相位差生成目标物体表面的深度数据。本发明中能够对反射后的光束筛选出预设置偏振方向的偏振光束，能够实现对多径反射光束的过滤，简单而又高效的解决了基于时间飞行深度相机的镜面多径问题。

技术领域

本发明涉及3D成像领域，具体地，涉及一种基于时间飞行的深度相机。

背景技术

近些年，三维感知技术快速发展，在机器视觉、图像导航遥感、手势识别、人脸识别等领域得到了广泛的应用。在三维感知技术中，飞行时间(Time of Flight，ToF)技术，尤其受到特别的关注与探究。

目前的ToF技术测距方式大致为：首先通过发射端投射出调制的近红外光，然后通过传感器接受反射回来的近红外信号。通过测量往返的时间差，或者是相位差，再考虑光传播的速度，从而计算出目标物与传感器间的距离。

但是市场上绝大多数的ToF测距视觉系统，其抗干扰能力差，特别在镜面多径问题上，表现较差。即当目标物在光滑的地面上存在倒影时，现有的ToF测距视觉系统，当遇到镜面、水平、瓷砖等反光平面时，都会把倒影当作成实际的物体，从而造成了三维感知的错误，严重影响到ToF技术在机器人视觉系统上的应用。虽然目前有一些补偿多径的算法，但其效果都差强人意，无法达到真正作为机器人视觉效果的要求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于时间飞行的深度相机。

根据本发明提供的基于时间飞行的深度相机，包括光发射模组、光接收模组、偏振片以及处理电路；

所述光发射模组，用于发射光束；

所述偏振片，设置在所述光发射模组的出光侧以及所述光接收模组的入光侧，用于接收所述光束并使所述光束形成预设置的偏振方向的第一偏振光束，将所述偏振光束投射到待拍摄的目标物体上，进而对所述目标物体反射后的光束筛选出预设置的偏振方向的第二偏振光束；

所述光接收模组，用于接收所述第二偏振光束；

所述处理电路，用于根据所述第一偏振光束和所述第二偏振光束的传播时间或相位差生成所述目标物体表面的深度数据。

优选地，所述偏振片包括第一偏振片和第二偏振片；

所述第一偏振片，设置在所述光发射模组的出光侧，用于接收所述光束并使所述光束形成预设置的偏振方向的第一偏振光束，进而将所述第一偏振光束投射到待拍摄的目标物体上；

所述第一偏振片，设置在所述光接收模组的入光侧，用于对所述目标物体反射后的第一偏振光束筛选出预设置的偏振方向的第二偏振光束。

优选地，所述偏振方向为水平横向的线偏振方向。

优选地，所述光发射模块采用近红外激光器；

所述偏振片为近红外波段的线偏振片。

优选地，所述光发射模组包括设置在一光路上的边发射激光器和光束投射器；

所述边发射激光器，用于向所述光束投射器投射激光；

所述光束投射器，用于将入射的所述激光投射出多束离散准直光束。

优选地，所述光发射模组包括设置在一光路上的激光器阵列、准直镜头和分束器件；

所述激光器阵列，用于向所述准直镜头投射第一数量级的激光；