CN109116663A - 一种结构光模组的平行aa方法、装置及可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种结构光模组的平行AA方法、装置及可读存储介质。该平行AA方法包括：步骤1：将所述结构光发射器向投射平面上投射结构光，将所述结构光摄像头向投射平面上拍摄获得结构光图像，其中，所述结构光发射器的发光面中心和所述结构光摄像头的镜头光心之间的中心连线平行于所述投射平面；步骤2：依据获取的结构光图像，计算出所述结构光摄像头的入射角偏移量；步骤3：固定所述结构光发射器或结构光摄像头，依据计算出所述结构光摄像头的入射角偏移量调节所述结构光摄像头或结构光发射器，使得所述结构光发射器的发光轴和所述结构光摄像头的入光轴之间相平行。该平行AA方法可以纠正由于制作公差和设计误差等原因造成的所述模组的倾斜问题，使得所述结构光发射器的发光轴和所述结构光摄像头的入光轴之间相平行。

Description

一种结构光模组的平行AA方法、装置及可读存储介质
技术领域
本发明涉及结构光领域，尤其涉及一种结构光模组的平行AA方法、装置及可读存储介质。
背景技术
随着苹果公司首次在手机上使用结构光技术，在智能终端上使用结构光模组来作人脸识别、3D感测等将会是主流的发展方向。结构光模组包括结构光发射器和结构光摄像头，所述结构光发射器用于向被摄物投射经过编码的结构光，所述结构光摄像头用于向被摄物拍摄获取结构光图像，后端的图像处理器再依据图像算法对结构光图像进行解码，得到被摄物的深度信息。理论上，所述结构光发射器的发光轴和所述结构光摄像头的入光轴之间应该相平行，但是由于制作公差和设计误差等原因，所述结构光模组不可避免会存在倾斜问题。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种结构光模组的平行AA方法、装置及可读存储介质。该平行AA方法可以纠正由于制作公差和设计误差等原因造成的所述模组的倾斜问题，使得所述结构光发射器的发光轴和所述结构光摄像头的入光轴之间相平行。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种结构光模组的平行AA方法，结构光模组包括结构光发射器和结构光摄像头，步骤包括：
步骤1：将所述结构光发射器向投射平面上投射结构光，将所述结构光摄像头向投射平面上拍摄获得结构光图像，其中，所述结构光发射器的发光面中心和所述结构光摄像头的镜头光心之间的中心连线平行于所述投射平面；
步骤2：依据获取的结构光图像，计算出所述结构光摄像头的入射角偏移量；
步骤3：固定所述结构光发射器或结构光摄像头，依据计算出所述结构光摄像头的入射角偏移量调节所述结构光摄像头或结构光发射器，使得所述结构光发射器的发光轴和所述结构光摄像头的入光轴之间相平行。
进一步地，步骤2包括：
步骤2.1：以所述结构光摄像头的感光面为XY平面，建立三维直角坐标系XYZ；
步骤2.2：依据0级衍射点在结构光图像中的像素点坐标，计算出所述结构光摄像头的入射角偏移量。
进一步地，在步骤2.1中，以所述结构光摄像头的感光面中心作为三维直角坐标系的原点。
进一步地，步骤2.2包括：
步骤2.2.1：在获取的结构光图像中抓取0级衍射点的像素点，以确定0级衍射点在在结构光图像中的像素点坐标；
步骤2.2.2：依据0级衍射点在获取的结构光图像中的像素点坐标，计算出所述结构光摄像头的实际入射角；
步骤2.2.3：将计算出的所述结构光摄像头的实际入射角减去所述结构光摄像头的理论入射角，得到所述结构光摄像头的入射角偏移量。
进一步地，在步骤2.2.2中，所述结构光摄像头的实际入射角包括：
angleX=arc tg（（X1-Xc）*psize/f）和angleY= arc tg（（Y1-Yc）*psize/f），其中，angleX为所述结构光摄像头在X轴方向上的实际入射角，angleY为所述结构光摄像头在Y轴方向上的实际入射角，（X1，Y1，0）为所述0级衍射点的坐标，（Xc，Yc，Zc）为所述结构光摄像头的镜头光心的坐标，f为所述结构光摄像头的感光面到镜头光心的距离，psize为像素点尺寸。
进一步地，在步骤2.2.3中，所述结构光摄像头的入射角偏移量包括：
Xtilt= angleX- angleX0和Ytilt= angleY- angleY0，其中，Xtilt为所述结构光摄像头在X轴方向上的入射角偏移量，Xtilt为所述结构光摄像头在Y轴方向上的入射角偏移量，angleX0为所述结构光摄像头在X轴方向上的理论入射角，angleX0为所述结构光摄像头在Y轴方向上的理论入射角。
进一步地，所述结构光摄像头的理论入射角包括：
angleX0=arc tg（d/h）和angleY0=0，其中，d为所述结构光发射器的发光面中心和结构光摄像头的镜头光心之间的中心间距，h为所述结构光摄像头的镜头光心到投射平面的距离。
进一步地，在步骤2.2.3之前，还包括：测量所述结构光摄像头的镜头光心到投射平面的距离h。
一种结构光模组的平行AA装置，结构光模组包括结构光发射器和结构光摄像头，包括：
投射平面，用于供所述结构光模组进行投射和拍摄，以获取结构光图像；
计算机构，用于读取所述结构光模组获取的结构光图像，进行上述的结构光模组的平行AA方法中的步骤2，以计算出所述结构光摄像头的入射角偏移量；
调节机构，用于固定所述结构光发射器或结构光摄像头，依据计算出所述结构光摄像头的入射角偏移量调节所述结构光摄像头或结构光发射器，使得所述结构光发射器的发光轴和所述结构光摄像头的入光轴之间相平行，其输入端电连接至所述计算机构的输出端。
一种可读存储介质，储存有供处理器执行的计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时进行上述的结构光模组的平行AA方法中的步骤2。
本发明具有如下有益效果：该平行AA方法通过计算所述结构光摄像头的入射角偏移量来检测所述结构光模组的倾斜，以纠正由于制作公差和设计误差等原因造成的倾斜问题，使得所述结构光发射器的发光轴和所述结构光摄像头的入光轴之间相平行。
附图说明
图1为本发明提供的结构光模组的平行AA方法的步骤框图；
图2为本发明提供的结构光模组的平行AA方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
实施例一
如图1和2所示，一种结构光模组的平行AA方法，结构光模组包括结构光发射器和结构光摄像头，步骤包括：
步骤1：将所述结构光发射器向投射平面上投射结构光，将所述结构光摄像头向投射平面上拍摄获得结构光图像，其中，所述结构光发射器的发光面中心C1和所述结构光摄像头的镜头光心C2之间的中心连线C1C2平行于所述投射平面；
在该步骤1中，所述投影平面可以但不限于为投影幕布。
步骤2：依据获取的结构光图像，计算出所述结构光摄像头的入射角偏移量；
具体的，该步骤2包括：
步骤2.1：如图2所示，以所述结构光摄像头的感光面为XY平面，建立三维直角坐标系XYZ；
在该步骤2.1中，优选地以所述结构光摄像头的感光面中心O作为三维直角坐标系的原点。
步骤2.2：依据0级衍射点在结构光图像中的像素点坐标，计算出所述结构光摄像头的入射角偏移量。
在该步骤2.2中，所述0级衍射点指的是所述结构光发射器的0级衍射光栅，其对应于所述结构光发射器的发光面中心C1，在获取的结构光图像中表现为最亮像素点。若所述结构光模组不存在倾斜问题的话，所述0级衍射点在所述投射平面上的理论位置为A，在获取的结构光图像上的理论像素点为A’，若所述结构光模组存在倾斜问题的话，所述0级衍射点在所述投射平面上的实际位置为B，在获取的结构光图像上的实际像素点为B’。
具体的，该步骤2.2包括：
步骤2.2.1：在获取的结构光图像中抓取0级衍射点的像素点B’，以确定0级衍射点在在结构光图像中的像素点B’坐标；
由于0级衍射点在获取的结构光图像中表现为最亮的像素点，在该步骤2.2.1中，软件就可以通过比较像素亮度、图像二值化等方式在获取的结构光图像上抓取所述0级衍射点的像素点B’。
由于获取的结构光图像是由像素点阵列组成的，一旦建立三维直角坐标系后，在该不厚2.2.1中，软件就可以通过“数像素点”的方式来获取所述0级衍射点在获取的结构光图像中的像素点B’坐标（X1，Y1，0），其中，X1为所述0级衍射点的像素点B’与X轴之间间隔的像素点数量，Y1为所述0级衍射点的像素点B’与Y轴之间间隔的像素点数量。
步骤2.2.2：依据0级衍射点在获取的结构光图像中的像素点B’坐标，计算出所述结构光摄像头的实际入射角；
在该步骤2.2.2中，所述结构光摄像头的实际入射角包括：
angleX=arc tg（（X1-Xc）*psize/f）和angleY= arc tg（（Y1-Yc）*psize/f），其中，angleX为所述结构光摄像头在X轴方向上的实际入射角， angleY为所述结构光摄像头在Y轴方向上的实际入射角，（Xc，Yc，Zc）为所述结构光摄像头的镜头光心C2的坐标，f为所述结构光摄像头的感光面到镜头光心的距离， psize为像素点尺寸。
当所述结构光摄像头的感光面中心O作为三维直角坐标系的原点时，Zc=f。
由于所述结构光摄像头的位置参数都是已知的，一旦建立三维直角坐标系后，在该步骤2.2.2中，软件就可以通过所述结构光摄像头的位置参数来确定所述结构光摄像头的镜头光心C2的坐标（Xc，Yc，Zc）。比如：若以所述结构光摄像头的感光面中心O作为三维直角坐标系的原点，则Xc=0和Yc=0。
步骤2.2.3：将计算出的所述结构光摄像头的实际入射角减去所述结构光摄像头的理论入射角，得到所述结构光摄像头的入射角偏移量。
在该步骤2.2.3中，所述结构光摄像头的入射角偏移量包括：
Xtilt= angleX- angleX0和Ytilt= angleY- angleY0，其中，Xtilt为所述结构光摄像头在X轴方向上的入射角偏移量，Xtilt为所述结构光摄像头在Y轴方向上的入射角偏移量，angleX0为所述结构光摄像头在X轴方向上的理论入射角，angleX0为所述结构光摄像头在Y轴方向上的理论入射角。
所述结构光摄像头的理论入射角包括：
angleX0=arc tg（d/h）和angleY0=0，其中，d为所述结构光发射器的发光面中心C1和结构光摄像头的镜头光心C2之间的中心间距，h为所述结构光摄像头的镜头光心C2到投射平面的距离。
当三维直角坐标系的Y轴平行于中心连接C1C2时，所述0级衍射点在获取的结构光图像上的理论像素点A’落在Y轴上。
因此，在步骤2.2.3之前，还包括：测量所述结构光摄像头的镜头光心C2到投射平面的距离。
步骤3：固定所述结构光发射器或结构光摄像头，依据计算出所述结构光摄像头的入射角偏移量调节所述结构光摄像头或结构光发射器，使得所述结构光发射器的发光轴和所述结构光摄像头的入光轴之间相平行。
在该步骤3中，沿Y轴往偏移相反的方向旋转所述结构光发射器或结构光摄像头，旋转角度与入射角偏移量Xtilt大小相等，沿X轴往偏移相反的方向旋转所述结构光发射器或结构光摄像头，旋转角度与入射角偏移量Ytilt大小相等。
该平行AA方法通过计算所述结构光摄像头的入射角偏移量来检测所述结构光模组的倾斜，以纠正由于制作公差和设计误差等原因造成的倾斜问题，使得所述结构光发射器的发光轴和所述结构光摄像头的入光轴之间相平行。
实施例二
一种结构光模组的平行AA装置，结构光模组包括结构光发射器和结构光摄像头，其特征在于，包括：
投射平面，用于供所述结构光模组进行投射和拍摄，以获取结构光图像；
计算机构，用于读取所述结构光模组获取的结构光图像，进行实施例一中所述的结构光模组的平行AA方法中的步骤2，以计算出所述结构光摄像头的入射角偏移量；
调节机构，用于固定所述结构光发射器或结构光摄像头，依据计算出所述结构光摄像头的入射角偏移量调节所述结构光摄像头或结构光发射器，使得所述结构光发射器的发光轴和所述结构光摄像头的入光轴之间相平行，其输入端电连接至所述计算机构的输出端。
实施例三
一种可读存储介质，储存有供处理器执行的计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时进行实施例一中所述的结构光模组的平行AA方法中的步骤2。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种结构光模组的平行AA方法，结构光模组包括结构光发射器和结构光摄像头，其特征在于，步骤包括：
步骤1：将所述结构光发射器向投射平面上投射结构光，将所述结构光摄像头向投射平面上拍摄获得结构光图像，其中，所述结构光发射器的发光面中心和所述结构光摄像头的镜头光心之间的中心连线平行于所述投射平面；
步骤2：依据获取的结构光图像，计算出所述结构光摄像头的入射角偏移量；
步骤3：固定所述结构光发射器或结构光摄像头，依据计算出所述结构光摄像头的入射角偏移量调节所述结构光摄像头或结构光发射器，使得所述结构光发射器的发光轴和所述结构光摄像头的入光轴之间相平行。
2.根据权利要求1所述的结构光模组的平行AA方法，其特征在于，步骤2包括：
步骤2.1：以所述结构光摄像头的感光面为XY平面，建立三维直角坐标系XYZ；
步骤2.2：依据0级衍射点在结构光图像中的像素点坐标，计算出所述结构光摄像头的入射角偏移量。
3.根据权利要求2所述的结构光模组的平行AA方法，其特征在于，在步骤2.1中，以所述结构光摄像头的感光面中心作为三维直角坐标系的原点。
4.根据权利要求2所述的结构光模组的平行AA方法，其特征在于，步骤2.2包括：
步骤2.2.1：在获取的结构光图像中抓取0级衍射点的像素点，以确定0级衍射点在在结构光图像中的像素点坐标；
步骤2.2.2：依据0级衍射点在获取的结构光图像中的像素点坐标，计算出所述结构光摄像头的实际入射角；
步骤2.2.3：将计算出的所述结构光摄像头的实际入射角减去所述结构光摄像头的理论入射角，得到所述结构光摄像头的入射角偏移量。
5.根据权利要求4所述的结构光模组的平行AA方法，其特征在于，在步骤2.2.2中，所述结构光摄像头的实际入射角包括：
angleX=arc tg（（X1-Xc）*psize/f）和angleY= arc tg（（Y1-Yc）*psize/f），其中，angleX为所述结构光摄像头在X轴方向上的实际入射角，angleY为所述结构光摄像头在Y轴方向上的实际入射角，（X1，Y1，0）为所述0级衍射点的坐标，（Xc，Yc，Zc）为所述结构光摄像头的镜头光心的坐标，f为所述结构光摄像头的感光面到镜头光心的距离，psize为像素点尺寸。
6.根据权利要求4所述的结构光模组的平行AA方法，其特征在于，在步骤2.2.3中，所述结构光摄像头的入射角偏移量包括：
Xtilt= angleX- angleX0和Ytilt= angleY- angleY0，其中，Xtilt为所述结构光摄像头在X轴方向上的入射角偏移量，Xtilt为所述结构光摄像头在Y轴方向上的入射角偏移量，angleX0为所述结构光摄像头在X轴方向上的理论入射角，angleX0为所述结构光摄像头在Y轴方向上的理论入射角。
7.根据权利要求4或6所述的结构光模组的平行AA方法，其特征在于，所述结构光摄像头的理论入射角包括：
angleX0=arc tg（d/h）和angleY0=0，其中，d为所述结构光发射器的发光面中心和结构光摄像头的镜头光心之间的中心间距，h为所述结构光摄像头的镜头光心到投射平面的距离。
8.根据权利要求7所述的结构光模组的平行方法，其特征在于，在步骤2.2.3之前，还包括：测量所述结构光摄像头的镜头光心到投射平面的距离h。
9.一种结构光模组的平行AA装置，结构光模组包括结构光发射器和结构光摄像头，其特征在于，包括：
投射平面，用于供所述结构光模组进行投射和拍摄，以获取结构光图像；
计算机构，用于读取所述结构光模组获取的结构光图像，进行权利要求1-7中任一所述的结构光模组的平行AA方法中的步骤2，以计算出所述结构光摄像头的入射角偏移量；
调节机构，用于固定所述结构光发射器或结构光摄像头，依据计算出所述结构光摄像头的入射角偏移量调节所述结构光摄像头或结构光发射器，使得所述结构光发射器的发光轴和所述结构光摄像头的入光轴之间相平行，其输入端电连接至所述计算机构的输出端。
10.一种可读存储介质，储存有供处理器执行的计算机程序，其特征在于，该计算机程序被所述处理器执行时进行权利要求1-7中任一所述的结构光模组的平行AA方法中的步骤2。
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