[发明专利]TOF模组和激光测量方法

说明书

本申请提供一种TOF模组和激光测量方法，该TOF模组包括：发射模组，包括光源和置于所述光源的光路上的光斑生成器，其中，所述光斑生成器被配置为将所述光源发出的光整形为条形光斑和矩形光斑的组合光斑，并将所述组合光斑射向目标物；接收模组用于接收经所述目标物对所述组合光斑反射的光信号；以及数据处理模组，用于将所述光信号转换成电信号，并且通过处理所述电信号获得所述目标物的深度信息。本申请通过利用单个垂直腔面发射激光器或者激光二极管作为光源，发射的光通过同一个光斑生成器，进行光斑整形。整形后的光斑既可用于近距离避障，又可以用于中距离建模。

技术领域

本申请涉及激光测量领域，尤其涉及一种TOF模组和激光测量方法。

背景技术

随着人工智能的发展，对机器视觉的要求也越来越高。机器视觉是人工智能的一部分。简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统主要是将采集到的信息转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，转变成数字化信号，图像系统对这些信号进行各种运算来提取信息。

信息的采集主要依靠激光测量装置，常用的是深度相机。深度相机主要是通过近红外激光器，将具有一定结构特征的光投射到被拍摄物体上，再由专门的红外摄像头进行采集。这种具备一定结构的光，会因被摄物体的不同深度区域，而采集不同的图像相位信息，然后通过运算单元将这种结构的变化换算成深度信息，以此来获得三维结构。深度相机被广泛应用于3D扫描、场景建模、手势交互等，尤其是智能家居领域，扫地机利用深度相机进行同步定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping，简称为SLAM)来进行室内地图创建、导航和避障。

深度相机可以使用飞行时间法(Time Of Flight，简称为TOF)通过发射模组发出的激光往返环境目标一次所产生的相位来实现对环境目标的三维结构或三维轮廓的测量。目前智能扫地机器人要同时对房间进行建模和工作中对行进路线的障碍物进行检测，由于建模和工作中对障碍物的检测距离不同，因此需要不同强度的光源或者不同的光斑整形光路来实现。因此同时兼顾建模和障碍物检测测量方法和降低成本是亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施方式可解决或部分解决上述现有技术中提到的不足或其它未提及的不足。

根据本申请的一个方面，提出了一种TOF模组，可以包括：发射模组，包括光源和置于所述光源的光路上的光斑生成器，其中，所述光斑生成器被配置为将所述光源发出的光整形为条形光斑和矩形光斑的组合光斑，并将所述组合光斑射向目标物；接收模组，用于接收经所述目标物对所述组合光斑反射的光信号；以及数据处理模组，用于将所述光信号转换成电信号，并且通过处理所述电信号获得所述目标物的深度信息。

在一个实施方式中，所述条形光斑和所述矩形光斑光强可以不同。

在一个实施方式中，所述条形光斑的光强可以大于所述矩形光斑的光强。

在一个实施方式中，所述条形光斑可以位于所述矩形光斑的中部。

在一个实施方式中，所述光斑生成器可以为微透镜阵列、衍射光学元件、光栅中的一种或者组合。

本申请的另外一个方面，提供了一种激光测量方法，可包括：将从光源发出的光整形为条形光斑和矩形光斑的组合；将整形后的组合光斑射向目标物；接收所述目标物反射后的所述组合光斑；计算所述组合光斑往返所述目标物一次所产生的相位偏移得出深度距离。

根据本申请上述的至少一个方案，所述光源可以为单光源。所述光源可以为激光二极管或垂直腔面发射激光器。所述光源的中心波长可以为760nm-1064nm，带宽可以为±10nm。通过利用单个垂直腔面发射激光器或者激光二极管作为光源，发射的光通过同一个光斑生成器，进行光斑整形。整形后的光斑既可用于近距离避障，又可以用于中距离建模。

附图说明

图1为根据本申请实施方式的基于TOF模组的激光测量装置示意图。