CN109754425B - Tof摄像模组的标定设备及其标定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一TOF摄像模组的标定设备及其标定方法,其中所述标定设备通过标定所述TOF摄像模组的温漂,视场匹配度,透镜畸变,芯片灵敏度,光电信号质量,光斑均匀性等参数标定所述TOF摄像模组,其中所述标定设备包括一第一标定盒以及一第二标定盒,其中所述第一标定盒以及所述第二标定盒共同配合标定所述TOF摄像模组,从而使得所述TOF摄像模组所得到的TOF图像(或深度图像)具有较高的测量精度和/或良好的分辨率。
Description
技术领域
本发明涉及TOF(时间飞行法,Time of Flight)技术领域,尤其涉及一TOF摄像模组的标定设备及其标定方法。
背景技术
飞行时间法(Time Of Flight,TOF)通过测量测量仪器发出的脉冲信号从发射到接收的时间间隔t(常被称为脉冲测距法)或激光往返被测物体一次所产生的相位(相位差测距法)来实现对被测物体(或被测物体检测区域)的三维结构或三维轮廓的测量。TOF测量仪器可同时获得灰度图像和距离图像,广泛应用在体感控制、行为分析、监控、自动驾驶、人工智能、机器视觉和自动3D建模等诸多领域。
然而,TOF测量仪器,如TOF相机,对被测物体的深度或三维结构的测量主要是基于脉冲信号或激光的相位差的测量。其通常包括一光源发射模块和一感光接收模块,所述光源发射模块与所述感光接收模块相配合,并基于TOF深度测量生成被测目标的深度信息。更具体地说,所述光源发射模块发射一特定波段的光波,所述发射光波在被测目标的表面发生反射,以被所述感光接收模块所接收,进而,所述感光接收模块根据发射光波和接收光波之间的时间差或者相位差计算出被测目标的深度信息。所述TOF测量仪器不仅能够获取被测目标的深度信息,同时,还能如传统摄像模组板获取被测目标的灰度信息和亮度信息。
然而现有的TOF测量仪器,如TOF相机等大多价格昂贵,体积较大,这限制了TOF测量技术的广泛应用,尤其是限制了其在电子消费品的普及。
更具体地说,对于TOF测量仪器而言,提供一可以产生识别光线的主动光源是必不可以少的核心元件,在现有技术中,主动光源通常为一附加的设备,比如提供一LED光源。不难想象,额外附加的主动光源会使得所述TOF测量仪器的体积增大。同时,考虑到外加的光源需要与所述感光接收模块之间相协调配合,额外附加的主动光源无疑会增加TOF测量仪器的布局难度,影响深度信息测量的精度。
其次,在通过所述TOF测量仪器采集被测目标的深度信息的过程中,所述主动光源所发射的主动光波的特性,从源头上影响着所述TOF测量仪器的测量精度。因此,选择具有更高聚焦度且能在外界环境中具有一定抗干扰性的合适波段的光波,尤为重要,基于上述考量,选择激光发射器作为主动光源为较优的选择。然而,如果控制不当,发射的激光会对人眼造成损伤;其次,所述激光主动光源在工作过程中,需要维持于一定的温度范围内,才能正常工作,因此,所述TOF测量仪器的散热问题也是在采用激光主动光源时急需解决的问题。
此外,TOF测量仪器要求所述光源模块的主动光源与所述感光接收模块的感光接收元件,近可能地靠近,以减少由于发射光与接收光路的光线传输路径不同所产生的误差。然而,由于现有的封装工艺的局限,现有的TOF测量仪器的所述光源模块和所述感光结构模块通常在同一平面内铺设布局,占据相对较大的空间,导致其无法被广泛地应用于其他电子设备,尤其无法适应当下电子设备轻薄化的发展潮流。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一TOF摄像模组的标定设备及其标定方法,其中所述TOF摄像模组的整体结构被优化,以使其具有更小的体积和便于使用者使用。
本发明的另一目的在于提供一TOF摄像模组的标定设备及其标定方法,其中所述摄像模组包括一光源模块和一感光控制模块,并且所述光源模块和所述感光控制模块共同设置于一线路板,也就是说,本发明所提供的所述TOF摄像模组具有较高的集成性,以利于所述TOF摄像模组的整体布局优化,缩小其体型尺寸。
本发明的另一目的在于提供一TOF摄像模组的标定设备及其标定方法,其中所述TOF摄像模组采用紧凑型结构化堆叠设计,以使得所述光源模块和所述感光控制模块被邻近地设置,以减少由于发射光与接收光路径不同所述产生的误差,从而获取更高精度的深度测量信息。
本发明的另一目的在于提供一TOF摄像模组的标定设备及其标定方法,其中所述光源模块能发出具有一预设波长的激光,其具有更高聚焦度且较高的抗外界干扰性的特征,以从源头上提供优化所述TOF摄像模组的测量精度的基础。
本发明的另一目的在于提供一TOF摄像模组的标定设备及其标定方法,其中所述TOF摄像模组的结构允许制造商采用简化的生产工艺制造,进一步地,本发明TOF摄像模组的机构使其更易于被自动化制造工艺制造,从而使其具有更低的制造成本。
本发明的另一目的在于提供一TOF摄像模组的标定设备及其标定方法,其中所述TOF摄像模组通过一标定设备进行标定,所述标定设备标定所述TOF摄像模组的所述光源模块以及所述感光控制模块,使得所述TOF摄像模组有良好的光学表现。
本发明的另一目的在于提供一TOF摄像模组的标定设备及其标定方法,其中所述TOF摄像模组的标定过程中,所述TOF摄像模组可只获取一次图像而同时标定多种所述TOF摄像模组的标定参数,以此方式提高所述TOF摄像模组的标定效率,降低加工工序难度,减少加工成本。
本发明的另一目的在于提供一TOF摄像模组的标定设备及其标定方法,其中所述TOF摄像模组的标定过程中,所述TOF摄像模组可只获取一次图像而同时标定多种所述TOF摄像模组的标定参数,通过这样的方式,可以减少标定误差。
本发明的另一目的在于提供一TOF摄像模组的标定设备及其标定方法,其中所述TOF摄像模组的透镜畸变通过所述标定设备标定,以此方式减少由于透镜畸变引起的TOF图像扭曲,从而使得所述TOF摄像模组所得到的TOF图像(或深度图像)具有较高的测量精度和/或良好的分辨率。
本发明的另一目的在于提供一TOF摄像模组的标定设备及其标定方法,其中所述TOF摄像模组的芯片灵敏度通过所述标定设备标定,从而避免由于所述感光控制模块中芯片灵敏度差异而造成的测量精度的偏差,即所述标定方法可减少由于芯片灵敏度差异而造成的TOF图像测试精度的偏差。
本发明的另一目的在于提供一TOF摄像模组的标定设备及其标定方法,其中所述TOF摄像模组的光电信号质量通过所述标定设备标定,从而确保所述光源模块发射出来的激光符合测试标准,并且避免由于光电信号转换不佳造成的TOF测试精度的偏差。
本发明的另一目的在于提供一TOF摄像模组的标定设备及其标定方法,其中所述TOF摄像模组的光斑均匀性通过所述标定设备标定,从而使得所述光源模块发射的激光源可以较高水准被所述感光控制模块接收处理,换言之,经过标定校正后的TOF摄像模组的所述光源模块有良好的光斑均匀性。
本发明的另一目的在于提供一TOF摄像模组的标定设备及其标定方法,其中所述TOF摄像模组的视场匹配度通过所述标定设备标定,从而使得所述光源模块发出的光源可较大程度地被所述感光控制模块接收处理,也可进一步地标定所述TOF摄像模组中所述光源模块以及所述感光控制模块的组装公差。
本发明的另一目的在于提供一TOF摄像模组的标定设备及其标定方法,其中所述TOF摄像模组中所述光源模块发射的温漂通过所述标定设备标定,从而减少由于光源温度变化引起的激光光学性能变化对所述TOF摄像模组测试精度造成的影响。换言之,被标定后的所述TOF摄像模组受温度影响小。
本发明的另一目的在于提供一TOF摄像模组的标定设备及其标定方法,其中所述TOF摄像模组的标定方法不需要复杂的设备即可完成,换言之,所述TOF摄像模组的标定方法简单易操作,并且所述TOF摄像模组的标定参数烧录至所述TOF摄像模组中,从而使得所述TOF摄像模组可被适用于不同类型的上位机。
通过下面的描述,本发明的其它优势和特征将会变得显而易见,并可以通过权利要求书中特别指出的手段和组合得到实现。
依本发明,本发明提供一TOF摄像模组的标定方法,其中所述TOF摄像模组被一标定设备标定,其中所述标定设备包括一第一标定盒以及一第二标定盒,其中所述TOF摄像模组包括一光源模块以及一感光控制模块,包括以下步骤:
S1:标定该感光控制模块,得到至少一感光控制模块参数;以及
S2:标定该光源模块,得到至少一光源模块参数。
在一些实施例中,其中,所述步骤S1进一步包括以下步骤:
S11:标定该感光控制模块的芯片灵敏度,得到至少一芯片灵敏度参数,;以及
S12:标定该感光控制模块的透镜畸变,得到至少一透镜畸变参数。
在一些实施例中,其中,所述步骤S2进一步包括以下步骤:
S21:标定该光源模块的至少一光电信号质量参数;以及
S22:标定该光源模块的至少一光斑均匀性参数。
在一些实施例中,其中,所述TOF摄像模组的标定方法进一步包括以下步骤:
S3:标定该TOF摄像模组的至少一视场匹配参数。
在一些实施例中,其中,所述TOF摄像模组的标定方法进一步包括以下步骤:
S4:标定该TOF摄像模组的至少一温漂参数。
在一些实施例中,其中,所述步骤S12进一步包括以下步骤:
S121:获取该感光控制模块的透镜畸变图像,得到所述透镜畸变参数;以及
S122:根据所述透镜畸变参数,得至少一透镜畸变函数。
在一些实施例中,其中,所述步骤S21进一步包括以下步骤:
S211:通过该第一标定盒标定所述光源模块的至少一暗态信号补偿参数;
S212:通过该第一标定盒标定所述光源模块的至少一固定位置光电信号质量参数;以及
S213:通过该第二标定盒标定所述光源模块的不同相位值情况下的变化相位光电信号质量参数。
在一些实施例中,其中,所述步骤S211包括以下步骤:
S2111:在一发光板以及所述光源模块都不发光的情况下,获取一标定板的初始图像,其中该第一标定盒包括所述发光板以及所述标定板;以及
S2112:根据所述标定板得到所述初始图像,标定所述暗态信号补偿参数。
在一些实施例中,其中,所述步骤S212进一步包括以下步骤:
S2121:在所述光源模块距离一标定板固定位置处发光,并且一发光板不发光的情况下,获取所述标定板的固定位置图像,其中该第一标定盒包括所述发光板以及所述标定板;以及
S2122:根据所述固定位置图像,标定所述固定位置光电信号质量参数。
在一些实施例中,其中,所述步骤S212进一步包括以下步骤:
S2121:在所述光源模块距离一标定板固定位置处发光,并且一发光板不发光的情况下,获取所述标定板的固定位置图像,其中该第一标定盒包括所述发光板以及所述标定板;以及
S2122:根据所述固定位置图像,标定所述固定位置光电信号质量参数。
在一些实施例中,其中,所述步骤S213进一步包括以下步骤:
S2131:获取不同长度光纤映射在一光路标定板上得到的至少一光点,其中不同长度光纤对应的光点对应不同的光学相位;以及
S2132:分析不同光学相位的所述光点信息,标定所述变化相位光电信号质量参数。
在一些实施例中,其中,所述步骤S4进一步包括以下步骤:
S41:测量不同温度下的所述光源模块的光照强度,得到一温度强度标准曲线;
S42:测量所述光源模块的工作温度;以及
S43:根据所述温度强度标准曲线,标定所述TOF摄像模组的温漂参数。
在一些实施例中,其中,所述步骤S3进一步包括以下步骤:
S31:获取所述光源模块的至少一光照区域图;以及
S32:通过所述感光控制模块获取所述光照区域图,得到一感光区域图;
S33:对比所述光照区域图以及所述感光区域图,标定所述TOF摄像模组的视场匹配参数。
在一些实施例中,其中,所述感光控制模块参数以及所述光源模块参数被刻录于所述TOF摄像模组。
根据本发明的另一方面,本发明提供一标定设备,适用于标定TOF摄像模组,其中所述TOF摄像模组包括至少一光源模块以及感光控制模块,包括:
一第一标定盒,所述第一标定盒包括至少一发光板以及至少一标定板,所述发光板置于所述标定板的背侧;和
一第二标定盒,其中所述第二标定盒包括至少一光纤整合器,至少两光纤以及一光路标定板,其中所述光纤的一端连接于所述光纤整合器的一端,所述光纤的另一端光路联通于所述光路标定板,其中所述光纤具有不同的长度。
在一些实施例中,当所述第二标定盒应用于标定该TOF摄像模组时,所述光源模块连通于所述光纤整合器,所述光源模块发出的激光通过所述光纤整合器整合后均匀地分布于所述光纤,所述激光通过不同长度的所述光纤抵达所述光路标定板。
在一些实施例中,其中所述标定板的面积不小于所述发光板的面积。
在一些实施例中,其中所述发光板上设置有一系列发光元件,其中所述发光元件发光于所述标定板。
在一些实施例中,其中所述第一标定盒标定该TOF摄像模组的感光控制模块参数,所述感光控制模块置于所述标定板的正侧,其中所述正侧与所述背侧为相对于所述标定板的两侧。
在一些实施例中,其中所述第一标定盒标定该TOF摄像模组的光源模块参数,所述光源模块置于所述标定板的正侧,其中所述正侧与所述背侧为相对于所述标定板的两侧。
在一些实施例中,其中所述第二标定盒标定该TOF摄像模组的光源模块参数。
通过对随后的描述和附图的理解,本发明进一步的目的和优势将得以充分体现,本发明的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明,附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
图1是根据本发明较佳实施例的TOF摄像模组的立体示意图。
图2是根据上述本发明较佳实施例的TOF摄像模组的背面立体示意图。
图3是根据上述本发明较佳实施例的TOF摄像模组的爆炸立体示意图。
图4是根据上述本发明较佳实施例的TOF摄像模组的俯视示意图。
图5是根据上述本发明较佳实施例的TOF摄像模组的横断面示意图。
图6是根据上述本发明较佳实施例的TOF摄像模组的主动光源的剖视图。
图7是根据上述本发明较佳实施例的TOF摄像模组的感光接收模组的立体图。
图8是根据上述本发明较佳实施例的TOF摄像模组的被测目标深度信息采集示意图。
图9是根据上述本发明较佳实施例的TOF摄像模组的模块框图示意图。
图10是根据上述本发明较佳实施例的TOF摄像模组的成像方法流程图。
图11是根据上述本发明较佳实施例的TOF摄像模组的标定方法流程图。
图12是根据上述本发明较佳实施例的TOF摄像模组的标定参数框图示意图。
图13是根据上述本发明较佳实施例的TOF摄像模组的一标定设备的标定示意图。
图14是基于图13的较佳实施例的TOF摄像模组在标定过程中得到的一标定结果示意图。
图15是根据上述本发明较佳实施例的TOF摄像模组的一标定设备的另一标定示意图。
图16是基于图15的较佳实施例的TOF摄像模组在标定过程中得到的标定结果示意图。
图17是根据上述本发明较佳实施例的TOF摄像模组的另一标定设备的标定示意图。
图18是基于图17的较佳实施例的TOF摄像模组在标定过程中得到的一标定结果示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是,在本发明的揭露中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一或多个”,即在一实施例中,一元件的数量可以为一,而在另外的实施例中,所述元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。
参考说明书附图之图1至图9,依本发明较佳实施例的一TOF摄像模组1被阐明,其中本发明的所述TOF摄像模组1包括至少一用于提供具有预设波长激光的光源模块10和至少一感光控制模块20,其中所述感光控制模块20包括至少一TOF光强传感器21和一控制器22,其中所述控制器22包括至少一数据处理模块221,其中所述TOF光强传感器21和所述数据处理模块221可通电地相连接,其中所述光源模块10能产生具有预设波长激光至被测目标,所述TOF光强传感器21被设置能够接收由被测目标反射的激光,并生成感应信号,其中所述数据处理模块221被设置以自所述TOF光强传感器21接收所述感应信号,其中所述数据处理模块221被设置能够处理所述感应信号和生成初始图像数据。可以理解的是,所述TOF光强传感器21被设置用于接收和/或感应被测物体或被测目标反射的激光,并生成相应初始图像数据。
值得注意的是,本文中的所述光源模块10和所述感光控制模块20形成深度检测系统,用以检测被测物体(或被测目标)的表面深度,从而得到被测物体深度成像数据。可以理解的是,本发明的所述TOF摄像模组1的所述光源模块10发射的激光被被测目标反射后,进一步被所述TOF光强传感器21感应和检测到。因此,所述TOF光强传感器21检测到的每个激光点数据均具有深度(值)信息。本领域技术人员可知,本发明TOF摄像模组1的所述光源模块10发出(发射)的激光可以是红外光。优选地,所述光源模块10发出的激光为具有一预设波长的激光。本领域技术人员可知,本发明中所指的TOF摄像模组1的所述控制器22可以是可编程SOC芯片,或包括至少一可编程SOC芯片。
如附图之图1至图9所示,依本发明较佳实施例的TOF摄像模组1的所述控制器22包括一控制模块222,其中所述控制模块222被设置能够根据控制指令,如来自上位机的控制指令,控制所述TOF光强传感器21运行。也就是说,所述TOF光强传感器21被可控制地连接于所述控制模块222,从而所述控制模块222能够控制所述TOF光强传感器21的运行。所述控制模块222也可根据预设程序控制TOF光强传感器21运行。进一步地,所述控制模块222被设置能够控制所述控制器22的其它结构模块的运行,如控制所述控制器22的所述数据处理模块221对TOF光强传感器21生成的初始图像数据进行处理,即,所述数据处理模块221被可控制地连接于所述控制模块222。
优选地,所述控制器22的所述控制模块222被设置能够根据TOF标定参数,校正所述TOF光强传感器21生成的初始图像数据。例如,为了减小本发明的所述TOF摄像模组1所生成图像的偏差和失真,需要去除TOF检测数据中与相邻激光(点)存在较大差异(过高或过低)的激光。这些光(点)可被视作TOF成像中的飞点。
如附图之图9所示,依本发明较佳实施例的所述感光控制模块的所述控制器22进一步包括一数据接口223,其中所述数据处理模块221和所述数据接口223能够被通电地相互连接,以使所述控制器22中的所述初始图像数据可被传输给上位机。例如,通过一USB数据接口(或USB)或者一无线传输模块,将所述初始图像数据传输给上位机。
如附图之图6所示,依本发明较佳实施例的TOF摄像模组1的光源模块10包括一电源供给11和被电连接于所述电源供给11的一用于发射激光的激光发射器12,其中所述激光发射器12在被提供电能后,激发发射激光。优选地,在本发明该优选实施例中,所述光源模块10被实施为一垂直腔面发射器(VCSEL)10’,其包括一个垂直腔面发射激光器的所述电源供给11和一个所述激光发射器12。
本领域的技术人员应知晓,所述垂直腔面发射器(VCSEL)10’需维持于特定的温度范围才能正常工作,也就是说,需考虑所述TOF摄像模组1的散热问题,维持所述垂直腔面发射器(VCSEL)10’具有稳定的工作性能。相应地,在本发明的该优选实施中,所述电源供给11和所述激光发射器12被相间隔地设置,通过这样的方式,一方面增大所述光源模块11的总共散热面积,另一方面,避免所述电源供给11和所述激光发射器12所产生的热量相互影响,以利于所述光源模块10散热,通过这样的方式,能过使所述光源模块10的工作环境的温度被维持在适宜范围,例如,所述光源模块10的工作环境的最高温度被控制在50°左右,以此保证所述TOF摄像模组在被使用时的稳定性。另外,所述光源模块10和所述感光控制模块20相互间隔地设置,通过这样的方式,能过避免所述感光控制模块20产生的温度影响所述光源模块10,从而进一步控制所述光源模块10的温度在适宜范围内。
如附图之图1至图7所示,依本发明较佳实施例的TOF摄像模组1进一步包括一线路板30,其中,优选地,所述光源模块10和所述感光控制模块20均被设置于所述线路板30。也就是,在本发明的该优选实施例中,所述光源模块10与所述感光控制模块20被集成地设置于所述线路板30,一方面使得所述TOF摄像模组1具有紧凑性结构,另一方面,利于提高所述TOF摄像模组1的深度测量精度。
更具体地说,所述光源模块10的所述激光发射器12和所述感光控制模块20邻近地设置于所述线路板30,以使得所述激光发射器12至被测目标之间的所形成的发射光路,与被测目标至所述TOF光强传感器21所形成的接收光路尽可能平行且相近地设置,以减少由于发射光路和接收光路路径不同所产生的误差,提高所述TOF摄像模组1的测量精度。
所述线路板30包括但不限于硬式电路板,挠性电路板,软硬结合板,以及陶瓷和PCB板。在本发明的该优选实施例中,所述线路板30为PCB板,其具有一光源模块组装区31和一感光控制模块组装区32,其中所述光源模块组装区31和所述感光控制模块组装区32通过一挠性连接板33相连,以使得所述光源模块10和所述感光控制模块20可相对自由移动,优化所述TOF摄像模组1的整体结构。特别地,在本发明中,所述TOF摄像模组1采用堆叠化设计模式,即,所述光源模块10和所述感光控制模块20处于不同的高度空间中,通过这样的方式,使得所述TOF摄像模组1的尺寸减小,同时各部件之间安装公差也相对减小。
值得一提的是,为了便于光源模块10甚至是整个TOF摄像模组1的散热,本发明TOF摄像模组1的所述线路板30的背面部分区域(与所述光源模块10所在面的相对一面)被设置暴露在空气中,以便于散热。
进一步地,在本发明的一实施例中,设置于所述线路板30背面的金属导电层被部分地裸露,所述裸露区域对应于光源模块10,以进一步加强所述线路板的散热效果。
在本发明的另一实施例中,所述线路板30还包括一导热板34,所述导热板34重叠地设置于所述线路板30的背面(与所述光源模块10所在面的相对一面),并且可导通地连接于所述光源模块10和所述感光控制模块20,以通过所述所述导热板加强所述TOF摄像模组1的散热性能。
此外,在本发明的另一实施例中,所述光源模块10进一步包括至少一导热件13,其中所述导热件13被设置于所述激光发射器12,并通过一通孔301穿过所述线路板30和延伸至所述线路板30的背面。
本领域的技术人员应了解,本发明TOF摄像模组1采用了激光作为测量光,故,其模块电路设计必须满足人眼激光安全要求,且通过国际认证标准。为了确保在TOF摄像模组1的制造和使用过程中,激光不会伤害到人的眼睛,本发明TOF摄像模组1进一步地提供了一安全防护结构,以保护人的眼睛。更具体地说,本发明TOF摄像模组1的光源模块10进一步包括一金属保护罩14,其中所述金属保护罩14被设置在所述激光发射器12的外侧121,且被用作导通电路的一部分。换句话说,当所述金属保护罩14自所述激光发射器12的所述外侧121脱落时,用于向所述光源模块10的所述激光发射器12供电的电路被断开,从而使所述光源模块10的激光发射器12的光激发或发光被终止。此外,所述金属保护罩14被设置在所述激光发射器12的所述外侧121,作为所述激光发射器12的外壳体,还进一步为激光发射器12提供一定的保护作用。
值得一提的是,所述金属保护罩14的开口大小设计经过了仔细计算评估,能够保证发射的视场角度不会有遮挡,且当所述激光发射器12的器件因粘连性出现问题脱落时,不会掉落出来。进一步保证了激光的安全,不会直射到人眼。
如附图之图1至图7所示,依本发明较佳实施例的TOF摄像模组1的光源模块10进一步包括一衍射光学元件15(DOE),其中所述衍射光学元件15被保持在所述激光发射器12的光线路径,以用以改变所述激光发射器12所产生光波的相位和空间强度,以获取较为理想的光能密度。本领域的技术人员应了解,经过调制的发射激光,不仅具有更高的抗环境干扰性能,利于提高所述TOF摄像模组1的测量精度,而且经过调制的发射光波对人眼不会造成伤害。
特别地,在本发明的该优选实施例中,所述衍射光学元件15被设置于所述金属保护罩14和所述激光发射器12之间,因此,所述金属保护罩14一方面可防止所述衍射光学元件15脱落,和防止所述激光发射器12发出的激光束伤害到人的眼睛,另一方面,所述金属保护罩14还能在自身脱落时,断开向所述激光发射器12提供电能的电路,以终止所述激光发射器12的发光。特别地,所述金属保护罩14安装于所述线路板30,以于所述线路板30和所述金属保护罩14之间形成一隔离腔141,其中所述激光发射器12和所述衍射光元件15被收容于所述隔离腔141,并通过设置于所述金属保护罩14顶端的一光窗142,控制该激光的出射方向。所述隔离腔141配合所述光窗142,一方面,隔离所述激光发射器12,并且保护人眼安全,另一方面,所述激光发射器12所产生的激光仅能通过所述光窗142抵至外界,以有限地限定该激光的出射方向。
如附图之图1至图9所示,依本发明较佳实施例的TOF摄像模组1进一步包括一温度传感器40,其中所述温度传感器40能够感应所述光源模块10的所述激光发射器12发出的激光的光强度,以在所述激光发射器12发出的激光的光功率超过一预设功率后,所述感光控制模块20的所述控制器22的所述控制模块222能够降低甚至切断对所述光源模块10的所述激光发射器12的供电,以确保所述光源模块10的所述激光发射器12发出的激光在安全范围内,也就是说,所述温度传感器40和所述控制模块222被通电地相互连接,从而所述控制模块222能够根据所述温度传感器40的检测结果控制所述激光发射器12的工作状态。
如附图之图1至图9所示,依本发明较佳实施例的TOF摄像模组1的所述光源模块10进一步包括一驱动电路16,其中所述驱动电路16被设置在所述电源供给11和所述激光发射器12之间,以控制所述电源供给11对所述激光发射器12的供电。也就是说,所述驱动电路16分别被电连接于所述电源供给11和所述激光发射器12。优选地,所述驱动电路16与所述控制器22的所述控制模块222可通电地相连通,以使所述电路能够根据所述控制模块222的控制指令控制向所述电源供给11对所述激光发射器12的供电。
如附图之图1至图7所示,依本发明较佳实施例的TOF摄像模组1的所述感光控制模块20进一步包括一镜头23,其中所述镜头23包括至少一透镜231,其中所述镜头被设置在所述感光控制模块20的所述TOF光强传感器21的外侧,并且对应于所述TOF光强传感器21的感光路径,以通过所述镜头采集被测目标表面所反射的激光。
如附图之图1至图7所示,依本发明较佳实施例的TOF摄像模组1的所述感光控制模块20进一步包括一保持架24,其中所述保持架24被设置用于保持所述镜头23处在一适当的位置。优选地,所述镜头23被设置在所述保持架24形成的一位置固定孔240中,以确保所述镜头23处在一预设位置。
如附图至图1至图7所示,依本发明较佳实施的TOF摄像模组1的所述感光控制模块20还包括一滤光元件25,其中所述滤光元件25设置于所述TOF光强传感器21和所述镜头23之间,以通过所述滤光元件25过滤杂光,提高所述TOF摄像模组1的测量精度。优选地,所述滤光元件25被设置只允许所述激光发射器12所产生的激光透过,并最终辐射至所述TOF光强传感器21进行光电反应,将带有被测目标深度信息的光信号转化为电信号。值得一提的是,在本发明的一实施例中,所述滤光元件25被设置于所述保持架24,并处于所述镜头23和所述TOF传感器25之间。可选地,在本发明的另一实施例中,所述感光控制模块20还包括一滤光元件支架,其中所述滤光元件25组装于所述滤光元件支架,所述滤光元件支架组装于所述保持架24,以通过所述滤光元件支架改变所述滤光元件25的支撑方式。
如附图之图1至图7所示,依本发明较佳实施例的TOF摄像模组1进一步包括一支架50,其中所述线路板30被设置在所述支架50,以使所述线路板30的位置被固定。进一步地,被设置在所述线路板30的各个电子元件的位置也被固定,以实现TOF摄像模组1的预设布局。优选地,所述支架50是金属支架,其中所述光源模块10和所述感光控制模块20分别与所述支架50直接接触,从而所述光源模块10和所述感光控制模块20产生的热量能够被快速地传导至所述支架50,并通过所述支架50辐射至所述TOF摄像模组1的四周,以提高所述TOF摄像模组1的散热能力。
相应地,如图8和如图10所示,本发明还提供一种TOF深度图像成像方法,其中所述方法包括步骤:
S1:发射一具有预设波长的激光;
S2:所述感光控制模块20的所述TOF光强传感器21接收被测目标反射的激光,以进行光电转化;和
S3:所述感光控制模块20的所述数据处理模块221接收并处理来自所述TOF光强传感器21的感应信号,以生成初始图像数据。
在所述激光发射的步骤中,该激光由一垂直腔面发射器10’提供,并且所述激光经由一衍射光学元件15进行调制,以使得该激光符合人眼激光安全要求。
在所述接收反射激光的步骤中,所述发射激光被滤光元件25过滤,以将杂光从该激光中去除。
特别地,在信息处理的步骤中,为了减小本发明TOF摄像模组1所成图像的偏差和失真,需要去除TOF检测数据中与相邻激光(点)存在较大差异(过高或过低)的激光。
可以理解的是,所述初始图像数据包含激光照射区域所返回的每个点的强度值,进一步地,当所述TOF光强传感器21在不同时间对被测目标进行检测时,可以通过软件解析出被测目标的各个部位在不同时间的深度值,以使得在信息处理的步骤中,所述数据处理模块可以根据计算得到被测目标,甚至是被测目标的各个部位的位置变化,以实现动态分析和动态感应识别。举例来说,如,根据使用者的身体各部位的位置变化、预测使用者的行为,以实现体感控制。
值得一提的是,信息处理步骤之后,所述TOF深度图像成像方法还包括步骤:
S4将所述初始图像数据信息传输给上位机。如,将所述初始图像数据信息传输给上位机,并经过上位机的软件处理,并显示于一显示装置,以通过所述显示屏幕呈现被软件解析出来的该被测目标的深度图像信息。
进一步地,本发明所提供的TOF摄像模组1可同时获得灰度图像信息和距离图像信息,以传输给所述上位机,其中所述上位机能够根据所述灰度信息和所述距离图像信息,进行信息呈现或对信息进行再加工,以辅助实现其他功能。
根据本发明的另一方面,本发明进一步提供一所述TOF摄像模组1的标定方法,其中所述TOF摄像模组1在组装完毕后通过一标定设备70标定,所述标定设备70标定所述TOF摄像模组1的所述光源模块10以及所述感光控制模块20,使得所述TOF摄像模组1有良好的光学表现。换言之,被标定后的所述TOF摄像模组1所得到的TOF图像(或深度图像)具有较高的测量精度和/或良好的分辨率,从而更好地应用于实际生活中以满足不同需要的光学需要。
具体而言,如图11所示,所述TOF摄像模组1的标定方法包括以下步骤:
100:标定所述感光控制模块20,得到至少一感光控制模块参数;和
200:标定所述光源模块10,得到至少一光源模块参数。
所述TOF摄像模组1的标定通过所述标定设备70完成,所述标定设备70包括一第一标定盒71以及第二标定盒72,其中所述第一标定盒71被适用于标定所述感光控制模块20以及所述光源模块10,所述第二标定盒72被适用于标定所述光源模块10,以此方式使得所述光源模块10可发出符合光学测试的激光,同时所述感光控制模块20也可精准地接收所述光源模块10发出的激光,从而使得所述TOF摄像模组1可以用以检测被测物体(或被测目标)的表面深度,从而得到被测物体深度成像数据。
所述标定感光控制模块20的步骤100进一步包括以下步骤:
101:标定所述感光控制模块20的芯片灵敏度,得到至少一芯片灵敏度参数;和
102:标定所述感光控制模块20的透镜畸变,得到至少一透镜畸变参数。
如图13所示,所述感光控制模块20的标定通过所述第一标定盒71完成。所述第一标定盒71包括一标定板711以及一发光板712,其中所述发光板712上以一定规律排布着发光元件7121,在本发明的一实施例中,所述发光元件7121被实施为白炽灯。其中所述发光板712置于所述标定板711背面,所述感光控制模块20置于所述标定板711的正面并与所述标定板711隔有一定距离,换言之,所述标定板711位于所述感光控制模块20与所述发光板712之间,所述感光控制模块20的标定图像显示在所述标定板711上。所述标定板711的面积不小于所述发光板712的面积,从而使得所述发光板712可发光显示于所述标定板711。在此需要特别注意的是,所述发光板712并不一定是一层可视的板层材料,所述发光板712可直接设置于所述标定板711的背面而形成一发光层712’,本发明在这方面不受限制。
所述发光板712的边缘位置间隔排布一系列所述发光元件7121,所述发光元件7121的亮度与位置可控,操作人员通过以所述发光板712为基准来标定所述感光控制模块20。
由于每一感光芯片对于光照的敏感度不同,所述使得装配有所述感光芯片的所述感光控制模块20对于光照的敏感度不同,然而由于所述感光控制模块20通过对光路相位差的判断来测取被测物的深度信息,故倘若所述感光芯片灵敏度不佳将极大地影响所述TOF摄像模组1的测试精度。
在所述感光控制模块20的芯片灵敏度的标定过程中,所述发光板712的亮度从弱变强,不同光亮度的所述发光元件7121显示于所述发光板711,从而使得所述感光控制模块20可收取到不同强度的光照,所述发光板712的亮度不同程度地变化,从而可标定到所述感光控制模块20中所述感光芯片对光照的敏感度,而得到一芯片灵敏度参数。换言之,通过所述第一标定盒71中所述发光板712亮度的变化,可得到所述感光控制模块20中所述感光芯片对多大强度的光照开始反应,也可得到所述感光控制模块20中所述感光芯片对多大强度的光照开始反应不稳,通过所述控制模块232标定得到所述感光控制模块20的所述芯片灵敏度。
在所述感光控制模块20的标定过程中,不仅仅所述感光芯片会对所述TOF摄像模组1的测试精度造成影响,所述感光控制模块20中的所述镜头23也会对所述TOF摄像模组1的测试精度造成影响。具体而言,由于所述镜头23的特定结构,故所述镜头23在对光路的接收中会造成边缘畸变偏差,所述第一标定盒71被适用于标定所述感光控制模块20的透镜畸变,得到所述透镜畸变参数。
如图14所示,当所述发光板712发光显示在所述标定板711上时,所述标定板711上对应于所述发光元件7121的位置发出光亮。此时,倘若所述镜头23不存在畸变的话,所述感光控制模块20应该得到与所述标定板71上发光位置相同的照片,然而所述感光控制模块20得到的镜头标定图像81如图所示。所述镜头标定图像81的边缘与所述发光板712的边缘存在边缘偏差,该边缘偏差由所述镜头23的透镜畸变造成。通过所述镜头标定图像81与所述发光板712存在的边缘偏差得到所述镜头23的透镜畸变参数,此处所述透镜畸变参数进一步包括所述畸变曲线和畸变函数,所述透镜畸变参数被刻录在所述TOF摄像模组1以校正所述透镜畸变。另外,所述透镜畸变的标定步骤中,所述标定设备70同时标定所述镜头23的投影误差,焦距以及光轴偏差。
换言之,所述透镜畸变步骤进一步包括以下步骤:
1021:根据所述透镜畸变参数,计算得到一透镜畸变函数。
由于所述TOF摄像模组1中,所述感光控制模块20通过判断光路的相位差来判断被测物的深度信息,由此,所述光源模块10的发光性能对所述TOF摄像模组1的测试精度也有极大的影响。
所述标定所述光源模块10的步骤200进一步包括以下步骤:
201:标定所述光源模块10的至少一光电信号质量参数
202:标定所述光源模块10的至少一光斑均匀性参数
其中所述标定光电信号质量201进一步包括以下步骤:
2011:标定所述光源模块10的暗态信号补偿参数
2012:标定所述光源模块10的固定位置光电信号质量参数;以及
2013:标定所述光源模块10的变化相位光电信号质量参数。
具体而言,所述标定暗态信号补偿参数以及所述标定所述固定位置光电信号质量的步骤也通过所述第一标定盒71完成。如图15所述,所述发光板712置于所述标定板711背面,所述光源模块10置于所述标定板711的正面并与所述标定板711隔有一定距离,换言之,所述标定板711位于所述光源模块10与所述发光板712之间,所述光源模块10的发光光源显示在所述标定板711上。此时,所述发光板712不发光,仅仅通过所述光源模块10的发光显示于所述标定板711。
由于杂光或者其他因素的影响,即使在所述光源模块10且所述发光板712都不发光的情况下,所述标定板711上依旧会收集到暗态情况下的具备一定亮度的感光图像,所述暗态信号补偿参数的标定解决杂光等因素对TOF摄像模组1的工作造成的影响。换言之,在理论情况下,当所述光源模块10以及所述发光板712均不发光时,收集到所述标定板712的图像应该是全黑图像,然而实际情况下由于所述暗态电信号噪声的存在,所述标定板712上依旧可以得到一定亮度的图像。在本发明的一实施例中,通过在所述光源模块10且所述发光模块712都不发光的情况下,测试所述标定板711,即可标定所述光源模块10的暗态信号补偿参数。
另外,所述光源模块10可能会存在电信号不稳定的情况,其主要原因是所述光源模块10的被动电元件不稳定,从而使得所述光源模块10发出的光源也可能存在不稳定的情况,通过标定所述光源模块10的固定位置光电信号质量来解决上述问题。
在本发明的一实施例中,所述光源模块10在距离所述标定板711固定的距离位置发光并映射在所述标定板711上,理论而言,此时所述标定板711上应该得到均匀分布的光点,即所述标定板711预设得到均匀光斑。然而在实际中所述标定板711上并不是所有的光斑都均匀,从而判定所述光源模块10光电信号不稳定,并得到所述固定位置光电信号质量。
换言之,所述步骤2011进一步包括以下步骤:
20111:在所述发光板712以及所述光源模块10都不发光的情况下,测取所述标定板711
的初始图像;以及
20112:根据所述标定板711的初始图像得到所述暗态信号补偿参数。
所述步骤2012进一步包括以下步骤:
20121:所述光源模块10在距离所述标定板711固定位置处发光,此时所述发光板712不发光,测取所述标定板711的固定位置图像;以及
20122:根据所述标定板711的固定位置图像得到所述固定位置光电信号质量参数。
另外,所述光照残缺点以及所述变化相位光电信号质量通过所述第二标定盒72的标定完成。具体而言,如图17所示,所述第二标定盒72包括一光纤整合器721,至少两光纤722以及一光路标定板713,其中所述光纤722的长度不一从而模拟不同距离的光学测试。值得一提的是,通过不同长度的光纤的设置以模拟不同距离下的光学测试,以此方式大大地节省了标定设备的体积。其中,所述光源模块10置于所述光纤整合器721的一侧,所述光源模块10发出的预定波长的激光进入所述光纤整合器721,所述光纤整合器721对所述激光进行整合后传送给不同长度的所述光纤722,所述光纤22一端联通于所述光纤整合器721,另一端连通于所述光路标定板713,经过所述光纤722的光路映射在所述光路标定板713上,从而得到不同光路距离下的光点情况。
为了避免所述光纤722本身的缺陷对所述光源模块10标定造成的影响,所述光源模块10需进行光照残缺点标定。具体而言,由于落到所述光路标定板713上的光斑均来自于所述光纤整合器712,故一定所述光纤整合器712自身发生残缺则会很大程度地影响所述光源模块10的后续标定。在所述光照残缺点的标定过程中,通过判断所述光照标定板713上光照残缺的点来判断哪一条所述光纤722存在残缺。换言之,理论情况下,所述光照标定板713上应该分布相同光照强度的光点,一旦检测到某一光点发生残缺即可判定运输该光点的所述光纤722发生残缺,得到所述光纤残缺信息,用于后续设备维护和软件测试标准制定。
另外,由于所述TOF摄像模组1主要是通过判断光路的相位差来判断被测物的深度信息,故所述光源模块10发出的激光的变化相位光电信号质量对于所述TOF摄像模组1而言至关重要。所述第二标定盒72被适用于标定所述光源模块10的变化相位光电信号质量。
具体而言,由于所述光纤722被设置为不同长度,从而所述光路标定板723上可得到不同光路距离下的光点信息,即,所述光路标定板723上可得到不同光路相位下的光点信息。具体而言,以所述光路标定板723上显示等比增长光路相位的光点为例,比如所述光路标定板723上显示A、B、C三个光点,其中所述A光点,B光点以及C光点分别对应于所述1M光纤,1.5M光纤,2M光纤,按照理论而言,所述A光点,B光点以及C光点应该有与调制波形相位相关的光照亮度。但此时测试中对比三个光点之间的光照亮度,却存在不确定的变化相位差,以此方式所述标定方法得到所述TOF摄像模组1的变化相位光电变化参数,从而标定不同距离光路下的偏差。换言之,可根据所述变化相位光电变化参数得到不同光路距离下需要补偿不同光照的信息。
具体而言,所述标定光纤残缺参数的过程包括以下步骤:获取不同长度光纤下得到的光点,得到至少一光纤残缺点;以及分析所述光纤残缺点,得到所述光纤残缺参数,以用于后续设备维护和软件测试标准制定。
所述步骤2013进一步包括以下步骤:
20131:获取不同长度光纤下得到的光点;以及
20132:分析不同光路相位下的光点信息,得到所述变化相位光电信号质量参数。
另外,所述光源模组10的光斑均匀性指的是所述光源模块10发出的激光光源的均匀度,如图16所示,所述光斑均匀性的标定通过所述第一标定盒10完成。所述光源模块10发光在所述标定板711上,通过分析所述标定板711上的光斑得到一光斑均匀图,从而标定得到所述光斑均匀参数。
除此之外,在所述TOF摄像模组1的标定过程中还需要标定所述TOF摄像模组1的视场匹配度,即,所述TOF摄像模组1的标定方法中进一步包括以下步骤:
300:标定所述TOF摄像模组1的视场匹配参数。
具体而言,所述TOF摄像模组1中所述光源模块10与所述感光控制模块20间隔设置,如图16所示,所述光源模块10发出的光源并不能百分百地被所述感光控制模块20接收,在理论光学设计中,所述光源模块10与所述感光控制模块20的视场要求完全匹配。然而实际操作中可能会由于所述光源模块10与所述感光控制模块20存在的组装误差,或者所述光源模块10与所述感光控制模块20的光轴位置偏移,而导致所述光源模块10与所述感光控制模块20的视场匹配度不符合标准。
在本发明的一实施例中,所述光源模块10发光在所述标定板711上,所述感光控制模块712接收感应所述光源模块10发出的光照区域,分析判断所述感光控制模块20接收到的所述光照区域与所述光源模块10的发光区域的匹配度,而标定得到所述TOF摄像模组1的视场匹配参数。
值得注意的是,在本发明的实施例中,所述标定视场匹配参数的步骤可在所述标定所述感光控制模块20之前。凭此,一旦标定过程中所述视场匹配度不可校正,则无需进行后续TOF摄像模组1的标定。
另外,所述TOF摄像模组1的标定方法进一步包括以下步骤:
400:标定所述TOF摄像模组1的温漂参数。
由于所述光源模块10向外发射预定波长的波长,进而导致所述光源模块10在发光过程中可能会导致温度变化。一般而言,所述光源模块10的温度越高,所述光源模块10发出的激光光源的功率就越低,从而影响所述TOF摄像模组1的测试精度。比如,所述激光光源的功率低到一定程度时就有可能导致所述感光控制模块20无法接受到光线,而极大地影响所述感光控制模块20的测试精度。由此可知,所述光源模块10的温度会影响所述TOF摄像模组1的测试精度。
在所述TOF摄像模组1的温漂参数的标定过程中,可通过测试不同温度下所述光源模块10的激光强度,而得到一关于激光强度与温度的标准曲线,再测取所述TOF摄像模组1的工作温度,而标定得到所述TOF摄像模组1的温漂参数。
换言之,所述步骤400进一步包括以下步骤:
401:测试不同温度下所述光源模块10的激光强度,得到一温度强度标准曲线;
402:测得所述光源模块10的工作温度,根据所述温度强度标准曲线,标定得到所述TOF摄像模组1的温漂参数。
熟悉该项技术的人应该明白,在所述TOF摄像模组1的标定过程中,标定步骤并无严格的先后顺序,甚至多个标定步骤在所述标定设备70中同时完成,以此方式大大地提高所述TOF摄像模组1的标定效率。另外所述TOF摄像模组1的标定参数可被刻录在所述TOF摄像模组1中,从而使得所述TOF摄像模组1所得到的TOF图像(或深度图像)具有较高的测量精度和/或良好的分辨率。
由上可以看到从看到本发明目的可被充分有效完成。用于解释本发明功能和结构原理的所述实施例已被充分说明和描述,且本发明不受基于这些实施例原理基础上的改变的限制。因此,本发明包括涵盖在附属权利要求书要求范围和精神之内的所有修改。
另外,本领域的技术人员应理解,上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明,在没有背离所述原理下,本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (18)
1.一TOF摄像模组的标定方法,所述TOF摄像模组被一标定设备标定,其中所述标定设备包括一第一标定盒以及一第二标定盒,其中所述TOF摄像模组包括一光源模块以及一感光控制模块,其特征在于,所述标定方法包括以下步骤:
标定该感光控制模块,得到至少一感光控制模块参数;以及
标定该光源模块,得到至少一光源模块参数;其中,标定该光源模块,得到至少一光源模块参数包括以下步骤:
标定该光源模块的至少一光电信号质量参数;以及
标定该光源模块的至少一光斑均匀性参数;
其中,所述第一标定盒包括一标定板以及一发光板,所述标定板位于所述光源模块与所述发光板之间,标定该光源模块的至少一光电信号质量参数,包括以下步骤:
通过该第一标定盒标定所述光源模块的至少一暗态信号补偿参数,在此过程中,所述发光板和所述光源模块不发光;
通过该第一标定盒标定所述光源模块的至少一固定位置光电信号质量参数;以及
通过该第二标定盒标定所述光源模块在不同相位值情况下的变化相位光电信号质量参数。
2.根据权利要求1所述的TOF摄像模组的标定方法,其中,标定该感光控制模块,得到至少一感光控制模块参数,进一步包括以下步骤:
标定该感光控制模块的芯片灵敏度,得到至少一芯片灵敏度参数;以及
标定该感光控制模块的透镜畸变,得到至少一透镜畸变参数。
3.根据权利要求2所述的TOF摄像模组的标定方法,其中,所述TOF摄像模组的标定方法进一步包括以下步骤:
标定该TOF摄像模组的至少一视场匹配参数。
4.根据权利要求3所述的TOF摄像模组的标定方法,其中,所述TOF摄像模组的标定方法进一步包括以下步骤:
标定该TOF摄像模组的至少一温漂参数。
5.根据权利要求2所述的TOF摄像模组的标定方法,其中,标定该感光控制模块的透镜畸变,得到至少一透镜畸变参数,进一步包括以下步骤:
获取该感光控制模块的至少一透镜畸变图像,得到所述透镜畸变参数;以及
根据所述透镜畸变参数,获取至少一透镜畸变函数。
6.根据权利要求1所述的TOF摄像模组的标定方法,其中,通过该第一标定盒标定所述光源模块的至少一暗态信号补偿参数,包括以下步骤:
在一发光板以及所述光源模块都不发光的情况下,获取一标定板的初始图像,其中该第一标定盒包括所述发光板以及所述标定板;以及
根据所述标定板得到所述初始图像,标定所述暗态信号补偿参数。
7.根据权利要求1所述的TOF摄像模组的标定方法,其中,通过该第一标定盒标定所述光源模块的至少一固定位置光电信号质量参数,进一步包括以下步骤:
在所述光源模块距离一标定板固定位置处发光,并且一发光板不发光的情况下,获取所述标定板的固定位置图像,其中该第一标定盒包括所述发光板以及所述标定板;以及
根据所述固定位置图像,标定所述固定位置光电信号质量参数。
8.根据权利要求6所述的TOF摄像模组的标定方法,其中,通过该第一标定盒标定所述光源模块的至少一固定位置光电信号质量参数,进一步包括以下步骤:
在所述光源模块距离一标定板固定位置处发光,并且一发光板不发光的情况下,获取所述标定板的固定位置图像,其中该第一标定盒包括所述发光板以及所述标定板;以及
根据所述固定位置图像,标定所述固定位置光电信号质量参数。
9.根据权利要求8所述的TOF摄像模组的标定方法,其中,通过该第二标定盒标定所述光源模块在不同相位值情况下的变化相位光电信号质量参数,进一步包括以下步骤:
获取不同长度光纤映射在一光路标定板上得到的至少一光点,其中不同长度光纤对应的光点对应不同的光学相位;以及
分析不同光学相位的光点信息,标定所述变化相位光电信号质量参数,得到至少一变化相位误差补偿参数。
10.根据权利要求4所述的TOF摄像模组的标定方法,其中,标定该TOF摄像模组的至少一温漂参数,进一步包括以下步骤:
测量不同温度下的所述光源模块的光照强度,得到一温度强度标准曲线;
测量所述光源模块的工作温度;以及
根据所述温度强度标准曲线,标定所述TOF摄像模组的温漂参数。
11.根据权利要求3所述的TOF摄像模组的标定方法,其中,标定该TOF摄像模组的至少一视场匹配参数,进一步包括以下步骤:
获取所述光源模块的至少一光照区域图;以及
通过所述感光控制模块获取所述光照区域图,得到一感光区域图;
对比所述光照区域图以及所述感光区域图,标定所述TOF摄像模组的视场匹配参数。
12.根据权利要求2至11其中任一所述的TOF摄像模组的标定方法,其中,所述感光控制模块参数以及所述光源模块参数被刻录于所述TOF摄像模组。
13.一标定设备,适用于标定TOF摄像模组,其中所述TOF摄像模组包括至少一光源模块以及感光控制模块,其特征在于,所述标定设备包括:
一第一标定盒,所述第一标定盒包括至少一发光板以及至少一标定板,所述发光板置于所述标定板的背侧,所述标定板位于所述光源模块与所述发光板之间,其中,所述发光板的亮度可调,使得所述感光控制接收到不同强度的光照;和
一第二标定盒,所述第二标定盒包括至少一光纤整合器,至少两光纤以及一光路标定板,其中所述光纤的一端连接于所述光纤整合器的一端,所述光纤的另一端光路联通于所述光路标定板,其中所述光纤具有不同的长度;
其中,所述第一标定盒用于标定所述光源感光控制模块,以得到至少一感光控制模块参数;所述第一标定盒还用于标定所述光源模块,以得到至少一光源模块参数,其中,所述光源模块参数包括至少一光电信号质量参数和至少一光斑均匀性参数;
所述光电信号质量参数包括至少一暗态信号补偿参数、至少一固定位置光电信号质量参数,以及,变化相位光电信号质量参数;
其中,所述第一标定盒还用于标定所述光源模块,以得到至少一暗态信号补偿参数和至少一固定位置光电信号质量参数,其中,所述暗态信号补偿参数在所述发光板和所述光源模块不发光的情况下标定获得;
所述第二标定盒用于标定所述光源模块在不同相位值情况下的所述变化相位光电信号质量参数。
14.根据权利要求13所述的标定设备,当所述第二标定盒被适用于标定该TOF摄像模组时,所述光源模块联通于所述光纤整合器,所述光源模块发出的激光通过所述光纤整合器整合后均匀地分布于所述光纤,所述激光通过不同长度的所述光纤射所述光路标定板。
15.根据权利要求13所述的标定设备,其中所述标定板的面积不小于所述发光板的面积。
16.根据权利要求15所述的标定设备,其中所述发光板上设置有一系列发光元件,其中所述发光元件发光于所述标定板。
17.根据权利要求16所述的标定设备,其中所述第一标定盒标定该TOF摄像模组的感光控制模块参数,所述感光控制模块置于所述标定板的正侧,其中所述正侧与所述背侧为相对于所述标定板的两侧。
18.根据权利要求14所述的标定设备,其中所述第二标定盒标定该TOF摄像模组的光源模块参数。
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