CN113721252A - 补光方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种补光方法、装置及系统，属于智能车技术领域。所述方法包括：根据摄像机所处拍摄环境的光强，判断所述拍摄环境是否需要补光；当所述拍摄环境需要补光时，向所述拍摄环境发射光脉冲，以对所述拍摄环境进行补光。本申请有效地减小了补光使用的光源的功率，降低了补光成本。本申请用于对拍摄环境进行补光。

Description

补光方法、装置及系统

技术领域

本申请涉及智能车技术领域，特别涉及一种补光方法、装置及系统。

背景技术

目前，智能车所用的双目测距相机多数是在自然光条件下拍摄相机前方的目标物体，然后根据拍摄的图像实现对目标物体的测距。在这种情况下，双目测距相机只能工作在有特定光照的拍摄环境中，限制了双目测距相机的应用范围。针对此，研究者考虑对双目测距相机的拍摄环境进行补光，以拓展双目测距相机的应用范围。

相关技术中，为拍摄环境补光的光源发出面状的光，该面状的光以柱状光束的形式投射到拍摄环境中，并且，在补光过程中该光束持续地照射在拍摄环境中，以实现对双目测距相机的拍摄环境的补光。

但是，由于补光的光束持续地照射在拍摄环境中，且光源的功率随投射光束距离的增加成平方比例地增大，相关技术的补光方法中使用的光源功率较大，补光成本较高。

发明内容

为了解决现有技术的补光方法中使用的光源功率较大，补光成本较高的问题，本申请示例性实施例提供了一种补光方法、装置及系统。所述技术方案如下：

第一方面，本申请示例性实施例提供了一种补光方法，所述方法包括：

根据摄像机所处拍摄环境的光强，判断所述拍摄环境是否需要补光；

当所述拍摄环境需要补光时，向所述拍摄环境发射光脉冲，以对所述拍摄环境进行补光。

本申请示例性实施例提供的补光方法，通过根据拍摄环境中的光强判断拍摄环境是否需要补光，当拍摄环境需要补光时，向拍摄环境发射光脉冲，以实现对拍摄环境的补光，相对于使用持续照射的光束对拍摄环境进行补光的相关技术，有效地减小了补光使用的光源的功率，降低了补光成本。

可选地，所述向所述拍摄环境发射光脉冲，包括：

生成点状光脉冲；

将所述点状光脉冲转化为面状光脉冲，并投射至所述拍摄环境中。

需要说明的是，当发射到拍摄环境中的光脉冲为点状光脉冲时，可以进一步地减小光源的功率。

可选地，所述面状光脉冲在所述拍摄环境中所形成的光束的截面呈预设的存在中空区域的形状，所述截面为重力方向所在面；

和/或，所述面状光脉冲在所述拍摄环境中所形成的光束的光强分布不均匀。

需要说明的是，面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的截面呈预设的存在中空区域的形状，和/或，面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的光强分布不均匀，能够使拍摄环境中的平均光强满足拍摄需要，避免光照射到不需要关注的区域，一方面，可以进一步地减小光源的功率，另一方面，可以减少因光照射到不需要关注的区域而造成的光污染。

可选地，所述光束包括三个子光束，所述三个子光束包括第一子光束、第二子光束和第三子光束，所述第二子光束和所述第三子光束对称分布在所述第一子光束两侧，每个所述子光束的截面形状为矩形，所述三个子光束的截面形状呈“品”字形。

需要说明的是，三个子光束的截面形状呈“品”字形，是面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的截面呈预设的存在中空区域的形状的一种可实现方式。

可选地，所述第一子光束的截面的第一边所对应的发射角L1满足第一公式，所述第一公式为：

L1＝arctan(d12/h1)-arctan(d11/h1)；

其中，所述h1为所述面状光脉冲的中心到预设的参考水平面的距离，所述参考水平面与所述光脉冲的传输方向存在交点，所述d11为所述第一子光束的下边沿与所述参考水平面的交线到所述面状光脉冲的中心的水平距离，所述d12为所述第一子光束的上边沿与所述参考水平面的交线到所述面状光脉冲的中心的水平距离，所述arctan为反正切函数；

所述第一子光束的截面的第二边所对应的发射角W1满足第二公式，所述第二公式为：

W1＝2*arctan(s11/s10)；

其中，所述s10为所述面状光脉冲的中心到所述第一子光束的辐射中点的距离，所述辐射中点为所述第一子光束的截面在所述参考水平面上的正投影的中点，所述s11为所述第一子光束的左边沿或右边沿到所述辐射中点的距离，所述第一子光束的截面的第一边所在方向与重力方向垂直，所述第一子光束的截面的第一边所在方向与所述第一子光束的截面的第二边所在方向垂直。

需要说明的是，第一子光束的截面的第一边所对应的发射角L1满足第一公式，以及第二边所对应的发射角W1满足第二公式，是保证三个子光束的截面形状呈“品”字形的一种必要条件。

可选地，所述第二子光束和所述第三子光束中的至少一个目标子光束的截面的第一边所对应的发射角L2满足第三公式，所述第三公式为：

L2＝arctan(d21/h2)-arctan(d20/h2)；

其中，所述h2为所述面状光脉冲的中心到预设的参考水平面的距离，所述参考水平面与所述光脉冲的传输方向存在交点，所述d20为所述目标子光束的下边沿与所述参考水平面的交线到所述面状光脉冲的中心的水平距离，所述d21为所述目标子光束的上边沿与所述参考水平面的交线到所述面状光脉冲的中心的水平距离，所述arctan为反正切函数；

所述目标子光束的截面的第二边所对应的发射角W2满足第四公式，所述第四公式为：

W2＝arctan(s22/s10)-arctan(s21/s10)；

其中，所述s10为所述面状光脉冲的中心到所述第一子光束的辐射中点的距离，所述辐射中点为所述第一子光束的截面在所述参考水平面上的正投影的中点，所述s22为所述目标子光束的外侧边沿到所述辐射中点的距离，所述s21为所述目标子光束的内侧边沿到所述辐射中点的距离，所述目标子光束的截面的第一边所在方向与重力方向垂直，所述目标子光束的截面的第一边所在方向与所述目标子光束的截面的第二边所在方向垂直，所述外侧边沿为远离所述辐射中点的所述第二边，所述内侧边沿为靠近所述辐射中点的所述第二边。

需要说明的是，第二子光束和第三子光束中的至少一个目标子光束的截面的第一边所对应的发射角L2满足第一公式，以及第二边所对应的发射角W2满足第二公式，是保证三个子光束的截面形状呈“品”字形的另一种必要条件。

可选地，所述光束包括三个子光束，所述三个子光束包括第一子光束、第二子光束和第三子光束，所述第二子光束和所述第三子光束对称分布在所述第一子光束两侧，所述第一子光束的光强大于所述第二子光束和第三子光束。

需要说明的是，该技术手段是面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的光强分布不均匀的一种可实现方式。

可选地，所述第一子光束、所述第二子光束和所述第三子光束的光强比值为2:1:1或4:3:3。

需要说明的是，第一子光束、第二子光束和第三子光束的光强比值为2:1:1或4:3:3，是面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的光强分布不均匀的一种可实现方式，是根据将第一子光束对应得区域确定为主要关注区域，将第二子光束和第三子光束确定为次要关注区域确定的一种可选实现方式。

可选地，所述光脉冲的发射频率大于或等于所述摄像机的帧率。

需要说明的是，当光脉冲的发射频率大于摄像机的帧率时，可以实现对一帧图像的多次补光，从而进一步地降低光源的功率。

可选地，所述根据摄像机所处拍摄环境的光强，判断所述拍摄环境是否需要补光，包括：

判断所述光强是否小于光强阈值，所述光强阈值是根据所述摄像机的测距精度或成像光强门限确定的；

当所述光强小于所述光强阈值，确定所述拍摄环境需要补光；

当所述光强不小于所述光强阈值，确定所述拍摄环境不需要补光。

需要说明的是，根据摄像机的测距精度或成像光强门限确定的光强阈值，并将光强与该光强阈值进行比较，并根据比较结果确定是否对拍摄环境进行补光，能够针对具体的拍摄环境进行补光，扩宽了摄像机的使用范围，是确定是否对拍摄环境进行补光的一种可实现方式。

可选地，所述根据摄像机所处拍摄环境的光强，判断所述拍摄环境是否需要补光，包括：

判断所述光强是否小于第一光强阈值，所述第一光强阈值是根据所述摄像机的测距精度确定的；

当所述光强不小于所述第一光强阈值，判断所述光强是否小于第二光强阈值，所述第二光强阈值是根据所述摄像机的成像光强门限确定的；

当所述光强小于所述第二光强阈值，确定所述拍摄环境需要补光；

当所述光强不小于所述第二光强阈值，确定所述拍摄环境不需要补光。

需要说明的是，根据摄像机的测距精度确定第一光强阈值，根据摄像机的成像光强门限确定的第二光强阈值，并将光强逐次与第一光强阈值和第二光强阈值进行比较，并根据比较结果确定是否对拍摄环境进行补光，能够针对具体的拍摄环境进行补光，可以将该方法使用于对拍摄的图像有较高的拍摄场景中，保证了拍摄的图像的质量，是确定是否对拍摄环境进行补光的另一种可实现方式。

第二方面，本申请示例性实施例提供了一种补光装置，所述装置包括：

控制器，用于根据摄像机所处拍摄环境的光强，判断所述拍摄环境是否需要补光；

光脉冲发射模块，用于在所述拍摄环境需要补光时，向所述拍摄环境发射光脉冲，以对所述拍摄环境进行补光。

本申请示例性实施例提供的补光装置，通过控制器根据拍摄环境中的光强判断拍摄环境是否需要补光，并且，当拍摄环境需要补光时，使用光脉冲发射模块向拍摄环境发射光脉冲，以实现对拍摄环境的补光，相对于使用持续照射的光束对拍摄环境进行补光的相关技术，有效地减小了补光使用的光源的功率，降低了补光成本。

可选地，所述光脉冲发射模块，包括：

点状光脉冲发射子模块，用于生成点状光脉冲；

转化子模块，用于将所述点状光脉冲转化为面状光脉冲，并投射至所述拍摄环境中。

需要说明的是，当发射到拍摄环境中的光脉冲为点状光脉冲时，可以进一步地减小光源的功率。

可选地，所述点状光脉冲发射子模块，包括：

激光驱动器，以及与所述激光驱动器连接的脉冲式激光二极管。

需要说明的是，激光二极管具有电光转换效率高、热负荷小和使用寿命长等优点，因此，当点状光脉冲发射子模块中包括脉冲式激光二极管时，能够进一步地减小光源功率，降低补光成本。

可选地，所述面状光脉冲在所述拍摄环境中所形成的光束的截面呈预设的存在中空区域的形状，所述截面为重力方向所在面；

和/或，所述面状光脉冲在所述拍摄环境中所形成的光束的光强分布不均匀。

需要说明的是，面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的截面呈预设的存在中空区域的形状，和/或，面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的光强分布不均匀，能够使拍摄环境中的平均光强满足拍摄需要，避免光照射到不需要关注的区域，一方面，可以进一步地减小光源的功率，另一方面，可以减少因光照射到不需要关注的区域而造成的光污染。

可选地，所述光束包括三个子光束，所述三个子光束包括第一子光束、第二子光束和第三子光束，所述第二子光束和所述第三子光束对称分布在所述第一子光束两侧，每个所述子光束的截面形状为矩形，所述三个子光束的截面形状呈“品”字形。

需要说明的是，三个子光束的截面形状呈“品”字形，是面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的截面呈预设的存在中空区域的形状的一种可实现方式。

可选地，所述所述第一子光束的截面的第一边所对应的发射角L1满足第一公式，所述第一公式为：

L1＝arctan(d12/h1)-arctan(d11/h1)；

其中，所述h1为所述面状光脉冲的中心到预设的参考水平面的距离，所述参考水平面与所述光脉冲的传输方向存在交点，所述d11为所述第一子光束的下边沿与所述参考水平面的交线到所述面状光脉冲的中心的水平距离，所述d12为所述第一子光束的上边沿与所述参考水平面的交线到所述面状光脉冲的中心的水平距离，所述arctan为反正切函数；

所述第一子光束的截面的第二边所对应的发射角W1满足第二公式，所述第二公式为：

W1＝2*arctan(s11/s10)；

其中，所述s10为所述面状光脉冲的中心到所述第一子光束的辐射中点的距离，所述辐射中点为所述第一子光束的截面在所述参考水平面上的正投影的中点，所述s11为所述第一子光束的左边沿或右边沿到所述辐射中点的距离，所述第一子光束的截面的第一边所在方向与重力方向垂直，所述第一子光束的截面的第一边所在方向与所述第一子光束的截面的第二边所在方向垂直。

需要说明的是，第一子光束的截面的第一边所对应的发射角L1满足第一公式，以及第二边所对应的发射角W1满足第二公式，是保证三个子光束的截面形状呈“品”字形的一种必要条件。

可选地，所述第二子光束和所述第三子光束中的至少一个目标子光束的截面的第一边所对应的发射角L2满足第三公式，所述第三公式为：

L2＝arctan(d21/h2)-arctan(d20/h2)；

其中，所述h2为所述面状光脉冲的中心到预设的参考水平面的距离，所述参考水平面与所述光脉冲的传输方向存在交点，所述d20为所述目标子光束的下边沿与所述参考水平面的交线到所述面状光脉冲的中心的水平距离，所述d21为所述目标子光束的上边沿与所述参考水平面的交线到所述面状光脉冲的中心的水平距离，所述arctan为反正切函数；

所述目标子光束的截面的第二边所对应的发射角W2满足第四公式，所述第四公式为：

W2＝arctan(s22/s10)-arctan(s21/s10)；

其中，所述s10为所述面状光脉冲的中心到所述第一子光束的辐射中点的距离，所述辐射中点为所述第一子光束的截面在所述参考水平面上的正投影的中点，所述s22为所述目标子光束的外侧边沿到所述辐射中点的距离，所述s21为所述目标子光束的内侧边沿到所述辐射中点的距离，所述目标子光束的截面的第一边所在方向与重力方向垂直，所述目标子光束的截面的第一边所在方向与所述目标子光束的截面的第二边所在方向垂直，所述外侧边沿为远离所述辐射中点的所述第二边，所述内侧边沿为靠近所述辐射中点的所述第二边。

需要说明的是，第二子光束和第三子光束中的至少一个目标子光束的截面的第一边所对应的发射角L2满足第一公式，以及第二边所对应的发射角W2满足第二公式，是保证三个子光束的截面形状呈“品”字形的另一种必要条件。

可选地，所述光束包括三个子光束，所述三个子光束包括第一子光束、第二子光束和第三子光束，所述第二子光束和所述第三子光束对称分布在所述第一子光束两侧，所述第一子光束的光强大于所述第二子光束和第三子光束。

需要说明的是，该技术手段是面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的光强分布不均匀的一种可实现方式。

可选地，所述第一子光束、所述第二子光束和所述第三子光束的光强比值为2:1:1或4:3:3。

需要说明的是，需要说明的是，第一子光束、第二子光束和第三子光束的光强比值为2:1:1或4:3:3，是面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的光强分布不均匀的一种可实现方式，是根据将第一子光束对应得区域确定为主要关注区域，将第二子光束和第三子光束确定为次要关注区域确定的一种可选实现方式。

可选地，所述光脉冲的发射频率大于或等于所述摄像机的帧率。

需要说明的是，光脉冲的发射频率大于或等于摄像机的帧率，以实现对一帧图像进行多次补光，从而进一步地降低光源的功率。

可选地，所述控制器，用于：

判断所述光强是否小于光强阈值，所述光强阈值是根据所述摄像机的测距精度或成像光强门限确定的；

当所述光强小于所述光强阈值，确定所述拍摄环境需要补光；

当所述光强不小于所述光强阈值，确定所述拍摄环境不需要补光。

需要说明的是，根据摄像机的测距精度或成像光强门限确定的光强阈值，并将光强与该光强阈值进行比较，并根据比较结果确定是否对拍摄环境进行补光，能够针对具体的拍摄环境进行补光，扩宽了摄像机的使用范围，是确定是否对拍摄环境进行补光的一种可实现方式。

可选地，所述控制器，用于：

判断所述光强是否小于第一光强阈值，所述第一光强阈值是根据所述摄像机的测距精度确定的；

当所述光强不小于所述第一光强阈值，判断所述光强是否小于第二光强阈值，所述第二光强阈值是根据所述摄像机的成像光强门限确定的；

当所述光强小于所述第二光强阈值，确定所述拍摄环境需要补光；

当所述光强不小于所述第二光强阈值，确定所述拍摄环境不需要补光。

需要说明的是，根据摄像机的测距精度确定第一光强阈值，根据摄像机的成像光强门限确定的第二光强阈值，并将光强逐次与第一光强阈值和第二光强阈值进行比较，并根据比较结果确定是否对拍摄环境进行补光，能够针对具体的拍摄环境进行补光，可以将该方法使用于对拍摄的图像有较高的拍摄场景中，保证了拍摄的图像的质量，是确定是否对拍摄环境进行补光的另一种可实现方式。

可选地，所述装置还包括光强传感器，所述光强传感器用于检测所述拍摄环境的光强，并传输给所述控制器。

需要说明的是，使用光强传感器获取拍摄环境中的光强，获取拍摄环境中的光强的一种可实现方式。

可选地，所述摄像机为双目立体摄像机，所述摄像机包括两个摄像头，

所述控制器用于：

当检测到任一摄像头发送的脉冲触发信号，确定所述光强小于第二光强阈值，所述脉冲触发信号是所述摄像机在所述摄像机所处拍摄环境的光强小于所述任一摄像头的成像光强门限时发送的。

需要说明的是，控制器根据是否检测到任一摄像头发送的脉冲触发信号，是实际中确定所述光强小于第二光强阈值的一种可实现方式。

可选地，所述转化子模块为棱镜。

需要说明的是，使用棱镜将点状光脉冲转化为面状光脉冲，并投射至拍摄环境中，是实际中一种具体的可实现方式。

可选地，所述激光驱动器为红外激光驱动器。

需要说明的是，激光驱动器为红外激光驱动器，由于产生的红外光不会被人眼感知，从而避免了对人的视觉造成伤害。

第三方面，本申请示例性实施例提供了一种补光系统，所述补光系统包括：摄像机和第二方面所述的补光装置。

本申请示例性实施例提供的补光系统，通过控制器根据拍摄环境中的光强判断拍摄环境是否需要补光，并且，当拍摄环境需要补光时，使用光脉冲发射模块向拍摄环境发射光脉冲，以实现对拍摄环境的补光，并在补光后使用摄像机拍摄图像，能够得到成像质量更好图像，相对于使用持续照射的光束对拍摄环境进行补光并拍摄图像的相关技术，一方面有效地减小了补光使用的光源的功率，降低了补光成本，另一方面提高了摄像机的成像质量。

可选地，所述摄像机为双目立体摄像机，所述补光系统位于智能车上。

需要说明的是，摄像机为双目立体摄像机，且补光系统位于智能车上，使得该补光系统能够用于智能车的测距过程中。

本申请示例性实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

综上所述，本申请示例性实施例提供的补光方法、装置及系统，通过控制器根据拍摄环境中的光强判断拍摄环境是否需要补光，当拍摄环境需要补光时，使用光脉冲发射模块向拍摄环境发射光脉冲，以实现对拍摄环境的补光，相对于使用持续照射的光束对拍摄环境进行补光的相关技术，有效地减小了补光使用的光源的功率，降低了补光成本。

附图说明

图1-1是本申请示例性实施例提供的一种补光方法所涉及的实施环境；

图1-2是本申请示例性实施例提供的另一种补光方法所涉及的实施环境；

图2是本申请示例性实施例提供的一种补光方法的流程图；

图3-1是本申请示例性实施例提供的一种根据摄像机所处拍摄环境的光强，判断拍摄环境是否需要补光的方法流程图；

图3-2是本申请示例性实施例提供的另一种根据摄像机所处拍摄环境的光强，判断拍摄环境是否需要补光的方法流程图；

图4-1是本申请示例性实施例提供的一种向拍摄环境发射光脉冲的方法流程图；

图4-2是本申请示例性实施例提供的一种脉冲信号、驱动信号及图像帧数的时序图的示意图；

图4-3是本申请示例性实施例提供的一种三个子光束的截面形状呈“品”字形的示意图；

图4-4是本申请示例性实施例提供的一种子光束的截面的第一边所对应的发射角需要满足的公式的原理示意图；

图4-5是本申请示例性实施例提供的一种子光束的截面的第二边所对应的发射角需要满足的公式的原理示意图；

图4-6是本申请示例性实施例提供的一种当补光方法应用于智能车上时，投射到拍摄环境中的光束的侧面示意图；

图4-7是本申请示例性实施例提供的一种当补光方法应用于智能车上时，投射到拍摄环境中的光束的俯视示意图；

图4-8是本申请示例性实施例提供的一种子光束呈的截面形状呈“n”形的示意图；

图4-9是本申请示例性实施例提供的一种子光束呈的截面形状呈拱形的示意图；

图5-1是相关技术一提供的一种成像系统的结构示意图；

图5-2是相关技术三提供的一种摄像头补光装置的结构示意图；

图6是本申请示例性实施例提供的一种补光系统位于智能车上的示意图；

图7是本申请示例性实施例提供的一种补光装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1-1，图1-1是本申请示例性实施例提供的补光方法对应的补光装置10所涉及的实施环境，该实施环境包括：控制器11和光脉冲发射模块12。进一步地，请参考图1-2，该实施环境还可以包括：摄像机20和光强传感器13。并且，光脉冲发射模块12可以包括：点状光脉冲发射子模块121和转化子模块122，该点状光脉冲发射子模块121可以包括：激光驱动器1211，以及与激光驱动器1211连接的脉冲式激光二极管1212。

在该实施环境中，控制器11与摄像机20连接、光脉冲发射模块12以及光强传感器13之间均建立有连接关系，点状光脉冲发射子模块121和转化子模块122之间建立有连接关系。其中，光强传感器13用于检测拍摄环境的光强，并传输给控制器；控制器11用于根据摄像机所处拍摄环境的光强，判断拍摄环境是否需要补光，该摄像机所处拍摄环境的光强是光强传感器13检测并传输给控制器的；光脉冲发射模块12用于在拍摄环境需要补光时，向拍摄环境发射光脉冲，以对拍摄环境进行补光，其中，点状光脉冲发射子模块121用于生成点状光脉冲，转化子模块122用于将该点状光脉冲转化为面状光脉冲，并投射至拍摄环境中；激光驱动器1211用于在接受控制器11的脉冲触发信号后，向脉冲式激光二极管1212发送驱动信号；脉冲式激光二极管1212用于在激光驱动器1211的驱动下，发出光脉冲，对拍摄环境进行补光。

示例地，摄像机20可以为双目立体摄像机，该双目立体摄像机可以包括两个摄像头，该两个摄像头包括：摄像头210和摄像头220，两个摄像头可以从同一平面的两个位置对同一物体拍摄得到同一时刻的两幅图像；控制器11可以为图像处理控制器，该图像处理控制器可以判断拍摄环境是否需要补光，并对拍摄的图像中的物体进行目标形状识别和匹配识别，再根据三角测量原理计算图像中的物体的距离，然后根据计算得到的距离对图像中的物体的距离信息传输给其他装置，为其他装置提供决策控制所需的信息；激光驱动器1211可以为红外激光驱动器；转化子模块122可以为棱镜。

本申请示例性实施例提供一种补光方法，应用于如图1-1或图1-2所示的实施环境中的补光装置10，如图2所示，该方法可以包括：

步骤201、获取摄像机所处拍摄环境的光强。

在摄像机进行拍摄之前，需要判断该摄像机所处拍摄环境的光强是否满足预设的拍摄条件，当光强不满足预设的拍摄条件时，就需要对拍摄环境进行补光。在判断光强是否满足预设的拍摄条件时，需要将光强与预设的拍摄条件对应的光强进行比较，因此，在比较之前需要获取拍摄环境的光强。可选地，可以使用光强传感器获取拍摄环境的光强，也可以由摄像机进行光强的获取。

实际应用中，实施环境中的补光装置可以集成在摄像机中，也可以为与摄像机建立连接关系的单独存在的装置，本申请实施例对其不做具体限定。

步骤202、根据摄像机所处拍摄环境的光强，判断拍摄环境是否需要补光。

可选地，根据摄像机所处拍摄环境的光强，判断拍摄环境是否需要补光，在实际应用中可以有多种可实现方式，本申请示例性实施例以以下两种可实现方式为例进行说明。

第一种可实现方式，仅根据测距精度或成像光强门限判断拍摄环境是否需要补光，如图3-1所示，该过程可以包括：

步骤202a1、判断光强是否小于光强阈值。

其中，该光强阈值可以根据摄像机的测距精度或成像光强门限确定，当光强小于光强阈值时，执行步骤202a2，当光强不小于光强阈值时，执行步骤202a3。

在确定光强阈值时，可以根据测距精度或成像光强门限确定光强阈值。当根据摄像机的测距精度确定光强阈值时，若光强小于光强阈值，则说明摄像机所处拍摄环境的光强不满足测距精度误差对应的光强要求，该光强要求是根据摄像机的测距原理确定的，将这种情况下拍摄的图像进行测距，是不能够达到预设的测距精度的，以致于出现不能测距或者测距不准确的情况，因此，需要对摄像机所处的拍摄环境进行补光。当根据摄像机的成像光强门限确定光强阈值时，可以设定光强阈值等于成像光强门限，若光强小于光强阈值，则说明摄像机所处拍摄环境的光强不满足摄像机的预设成像条件，此时，拍摄出的图像可能出现光线过暗或者模糊不清的情况，这样的图像不能够用于后续的图像处理，因此，需要对摄像机所处的拍摄环境进行补光。

实际应用中，可以根据摄像机的测距精度和成像光强门限中的其中一个参数确定光强阈值，然后根据该光强阈值判断是否需要对拍摄环境进行补光，使拍摄环境的光强满足拍摄需要，进而使拍摄的图像满足处理需要。

示例地，假设光强阈值是根据测距精度或成像光强门限确定的，且确定的光强阈值为70坎德拉(candela，cd)，将光强与该光强阈值进行比较，以判断光强是否小于该光强阈值，当光强小于光强阈值，执行步骤202a2，当光强不小于光强阈值，执行步骤202a3。

步骤202a2、当光强小于光强阈值，确定拍摄环境需要补光。

当光强小于光强阈值时，说明拍摄环境的光强不能够满足拍摄需要，则可以确定需要对拍摄环境进行补光，执行步骤203。

步骤202a3、当光强不小于光强阈值，确定拍摄环境不需要补光。

当光强不小于光强阈值时，说明拍摄环境的光强能够满足拍摄需要，则可以确定不需要对拍摄环境进行补光，摄像机可以进入拍照流程。

示例地，假设根据测距精度确定的光强阈值为70cd，获取的拍摄环境的光强为80cd，80cd>70cd，即光强不小于光强阈值，则可以确定不需要对拍摄环境进行补光。

需要说明的是，上述将光强与光强阈值进行比较以判断是否需要补光的过程，可以在控制器中进行。并且，在实际应用中，控制器的上述判断过程可以根据是否接收到脉冲触发信号来确定，当控制器接收到摄像机发送的脉冲触发信号时，可以认为光强小于光强阈值，也即是确定拍摄环境需要补光，当控制器未接收到摄像机发送的脉冲触发信号时，可以认为光强不小于光强阈值，也即是确定拍摄环境不需要补光。具体地，摄像机可以根据拍摄环境的光强，判断该光强是否小于光强阈值，当光强小于光强阈值时，则确定拍摄环境需要补光，继而向控制器发送脉冲触发信号，当控制器接收到该脉冲触发信号时，向光源发送脉冲信号，使光源以一定的脉冲频率工作，输出补光光源，进而实现对拍摄环境的补光，当控制器未接收到脉冲触发信号时，控制器可以确定拍摄环境不需要补光，即不向光源发送脉冲信号。

第二种可实现方式，根据测距精度和成像光强门限判断拍摄环境是否需要补光，如图3-2所示，该过程可以包括：

步骤202b1、判断光强是否小于第一光强阈值。

其中，第一光强阈值是根据摄像机的测距精度确定的。

在对拍摄的图像有较高的要求的拍摄场景中，需要同时参考摄像机的测距精度和成像光强门限，以确定是否需要对拍摄环境进行补光。具体地，当光强小于第一光强阈值时，可以直接确定需要对拍摄环境进行补光，执行步骤203；当光强不小于第一光强阈值时，说明光强能够满足摄像机的测距精度，但此时光强可能不满足摄像机的成像光强门限，因此，需要将光强与成像光强门限对应的光强进行比较，以进一步确定是否需要对拍摄环境进行补光，即执行步骤202b2。

示例地，假设根据测距精度确定的第一光强阈值为70cd，获取的拍摄环境的光强为80cd，80cd>70cd，即光强不小于第一光强阈值，执行步骤202b2。

步骤202b2、当光强不小于第一光强阈值，判断光强是否小于第二光强阈值。

其中，第二光强阈值是根据摄像机的成像光强门限确定的，可选地，可以设定第二光强阈值等于成像光强门限。

示例地，假设摄像机的成像光强门限为83cd，可以设定第二光强阈值为83cd，将光强与该第二光强阈值进行比较，以判断光强是否小于该第二光强阈值，当光强小于第二光强阈值，执行步骤202b3，当光强不小于第二光强阈值，执行步骤202b4。

步骤202b3、当光强小于第二光强阈值，确定拍摄环境需要补光。

当光强小于第二光强阈值时，说明拍摄环境的光强不能够达到摄像机的成像光强门限对应的光强，可以确定拍摄环境需要补光，执行步骤203。

示例地，假设根据成像光强门限确定的第二光强阈值为83cd，获取的拍摄环境的光强为80cd，80cd<83cd，即光强小于第二光强阈值，可以确定拍摄环境需要补光，执行步骤203。

步骤202b4、当光强不小于第二光强阈值，确定拍摄环境不需要补光。

当光强不小于第二光强阈值时，说明拍摄环境的光强能够达到摄像机的成像光强门限对应的光强，则可以确定不需要对拍摄环境进行补光，摄像机可以进入拍照流程。

需要说明的是，上述将光强与第二光强阈值进行比较以判断是否需要补光的过程，也可以在控制器中进行。并且，在实际应用中，控制器的上述判断过程可以根据是否接收到脉冲触发信号来确定，当控制器接收到摄像机发送的脉冲触发信号时，可以认为光强小于第二光强阈值，相应的，确定拍摄环境需要补光，当控制器未接收到摄像机发送的脉冲触发信号时，可以认为光强不小于第二光强阈值，相应的，确定拍摄环境不需要补光。具体地，摄像机可以根据拍摄环境的光强，判断该光强是否小于第二光强阈值，当光强小于第二光强阈值时，则确定拍摄环境需要补光，继而向控制器发送脉冲触发信号，当控制器接收到该脉冲触发信号时，向光源发送脉冲信号，使光源以一定的脉冲频率工作，输出补光光源，进而实现对拍摄环境的补光，当控制器未接收到脉冲触发信号时，控制器可以确定拍摄环境不需要补光，即不向光源发送脉冲信号。

步骤203、当拍摄环境需要补光时，向拍摄环境发射光脉冲，以对拍摄环境进行补光。

可选地，向拍摄环境发射光脉冲的光源可以为点状脉冲光源，或者，该光源也可以为面状脉冲光源，或者，该光源还可以为多点脉冲光源，例如：该光源为能发出点状光的脉冲式激光二极管，或者，该光源为能发出面状光的脉冲式激光二极管，或者，该光源还可以为能发出多个点状光的脉冲式光源，或者，该光源还可以为多个能发出点状光的脉冲式激光二极管的组合。在对拍摄环境进行补光时，当向拍摄环境发射的光为光脉冲时，相对于持续地将光束照射在拍摄环境中以实现补光的现有技术，能够减小光源的发光时间，进而减小光源的功率。并且，当向拍摄环境发射的光为点状光脉冲或多点状光脉冲时，由于光源的发光面的减小，也可以进一步地减小光源的功率。并且，上述光源发出的光还可以为红外光，例如：当光源为激光红外光源时，其发出的光即为红外光。由于激光红外光源产生的红外光不会被人眼感知，人眼就不会感觉到光线的闪烁，进而避免对人的视觉造成伤害。

示例地，本申请示例性实施例以光源为点状脉冲光源为例，对向拍摄环境发射光脉冲的过程进行说明，如图4-1所示，该过程可以包括：

步骤2031、生成点状光脉冲。

当需要向拍摄环境补光时，可以通过控制器向点状脉冲光源发送脉冲信号，使点状脉冲光源发出光脉冲，以实现对拍摄环境的补光。具体地，控制器向点状脉冲光源发送脉冲信号使点状脉冲光源发出光脉冲的实现过程可以为：控制器向激光驱动器发送脉冲信号，激光驱动器再根据该脉冲信号向点状脉冲光源发送驱动信号，以使点状脉冲光源发出光脉冲。

进一步地，在保证脉冲光平均光强能够满足摄像机的拍摄要求的情况下，可以设置光源发射出的光脉冲的发射频率大于或等于摄像机的帧率，并且，当光源发射出的光脉冲的发射频率大于摄像机的帧率时，可以实现对一帧图像的多次补光，以进一步地降低光源的功率。示例地，脉冲信号、驱动信号及图像帧数的时序图可以如图4-2所示，从该时序图可以看出，第n帧和第n+1帧图像对应的驱动信号为高电平，第m帧和第m+1帧图像对应的驱动信号为低电平，并且，第n帧和第n+1帧图像对应的脉冲信号分别对应7次高电平，因此，可以看出脉冲光源对第n帧和第n+1帧图像各进行了七次补光，对第m帧和第m+1帧图像没有补光。

步骤2032、将点状光脉冲转化为面状光脉冲，并投射至拍摄环境中。

可选地，可以采取一定的转化手段将光脉冲转化为面状光脉冲，使其投射至拍摄环境中。或者，还可以控制投射到拍摄环境中的光脉冲具有特定的形状，例如：控制面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的截面呈预设的存在中空区域的形状，该截面为重力方向所在面。或者，控制投射到拍摄环境中的面状光的不同部分具有不同的光强，例如，针对不同的补光需求，可以控制面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的光强分布不均匀。可选地，可以使用棱镜将点状光脉冲转化为面状光脉冲，并且，针对不同的使用环境，棱镜的结构可能不同。

示例地，当控制面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的截面呈预设的存在中空区域的形状时，可以控制面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束包括三个子光束，该三个子光束包括第一子光束、第二子光束和第三子光束，且第二子光束和第三子光束对称分布在第一子光束两侧，每个子光束的截面形状为矩形，三个子光束的截面形状呈“品”字形，该截面的示意图请参考图4-3，其中，M1为第一子光束的截面，M2为第二子光束的截面，M3为第三子光束的截面。

进一步地，当三个子光束的截面形状呈“品”字形时，第一子光束、第二子光束和第三子光束的截面的第一边所对应的发射角和第二边所对应的发射角需要满足一定的条件，根据第一子光束、第二子光束和第三子光束的分布情况，该条件可以包括以下两个方面：

第一方面，第一子光束的截面的第一边g11所对应的发射角L1需要满足第一公式，第二边g12所对应的发射角W1需要满足第二公式。

第一子光束的截面的第一边g11所对应的发射角L1需要满足的第一公式为：

L1＝arctan(d12/h1)-arctan(d11/h1)。

其中，h1为面状光脉冲的中心到预设的参考水平面的距离，该参考水平面与光脉冲的传输方向存在交点，d11为第一子光束的下边沿与参考水平面的交线到面状光脉冲的中心的水平距离，d12为第一子光束的上边沿与参考水平面的交线到面状光脉冲的中心的水平距离，arctan为反正切函数。

示例地，请参考图4-4，假设线段AB为预设的参考水平面，点O为面状光脉冲的中心，点C为第一子光束的下边沿与参考水平面的交线对应的点(线段从侧面看只能看到一个点)，点A为第一子光束的上边沿与参考水平面的交线对应的点，点C和点D分别为第一子光束的截面在第一子光束的下边沿和上边沿上的对应点，则线段OB的长度为面状光脉冲的中心到预设的参考水平面的距离h1，线段CB的长度为第一子光束的下边沿与参考水平面的交线到面状光脉冲的中心的水平距离d11，线段AB的长度为第一子光束的上边沿与参考水平面的交线到面状光脉冲的中心的水平距离d12，按照第一公式进行计算，可以得到第一子光束的截面的第一边所对应的发射角L1为角AOC。

第一子光束的截面的第二边g12所对应的发射角W1需要满足的第二公式为：

W1＝2*arctan(s11/s10)。

其中，s10为面状光脉冲的中心到第一子光束的辐射中点的距离，该辐射中点为第一子光束的截面在参考水平面上的正投影的中点，s11为第一子光束的左边沿或右边沿到辐射中点的距离，第一子光束的截面的第一边所在方向与重力方向垂直，第一子光束的截面的第一边所在方向与第一子光束的截面的第二边所在方向垂直。

示例地，请参考图4-5，假设点O为面状光脉冲的中心，点H为第一子光束的辐射中点，点I1和点I2分别为第一子光束的截面在第一子光束的左边沿和右边沿上的对应点，则线段OH的长度即为面状光脉冲的中心到第一子光束的辐射中点的距离s10，线段I1H的长度为第一子光束的左边沿到辐射中点的距离s11，线段I2H的长度为第一子光束的右边沿到辐射中点的距离s11(此处线段I1H和线段I2H的长度相等，将两者的距离用一个符号表示)，按照第二公式进行计算，可以得到第一子光束的截面的第二边所对应的发射角W1为角I1OI2。

第二方面，第二子光束和第三子光束中的至少一个目标子光束的截面的第一边g21所对应的发射角L2需要满足第三公式，第二边g22所对应的发射角W2需要满足第四公式。

第二子光束和第三子光束中的至少一个目标子光束的截面的第一边g21所对应的发射角L2需要满足的第三公式为：

L2＝arctan(d21/h2)-arctan(d20/h2)。

其中，h2为面状光脉冲的中心到预设的参考水平面的距离，参考水平面与光脉冲的传输方向存在交点，d20为目标子光束的下边沿与参考水平面的交线到面状光脉冲的中心的水平距离，d21为目标子光束的上边沿与参考水平面的交线到面状光脉冲的中心的水平距离，arctan为反正切函数。

示例地，请参考图4-4，假设目标子光束为第二子光束，图中的线段AB为预设的参考水平面，点O为面状光脉冲的中心，点C为第二子光束的上边沿与参考水平面的交线对应的点，点E为第二子光束的下边沿与参考水平面的交线对应的点，点E和点F分别为第二子光束的截面在第二子光束的下边沿和上边沿上的对应点，则线段OB的长度为面状光脉冲的中心到预设的参考水平面的距离h2(图中h1)，线段EB的长度为第二子光束的下边沿与参考水平面的交线到面状光脉冲的中心的水平距离d20，线段CB的长度为第二子光束的上边沿与参考水平面的交线到面状光脉冲的中心的水平距离d21(图中d11)，按照第三公式进行计算，可以得到第二子光束的截面的第一边所对应的发射角L2为角EOC。

第二子光束和第三子光束中的至少一个目标子光束的截面的第二边g22所对应的发射角W2需要满足的第四公式为：

W2＝arctan(s22/s10)-arctan(s21/s10)。

其中，s10为面状光脉冲的中心到第一子光束的辐射中点的距离，辐射中点为第一子光束的截面在参考水平面上的正投影的中点，s22为目标子光束的外侧边沿到辐射中点的距离，s21为目标子光束的内侧边沿到辐射中点的距离，目标子光束的截面的第一边所在方向与重力方向垂直，目标子光束的截面的第一边所在方向与目标子光束的截面的第二边所在方向垂直，外侧边沿为远离辐射中点的第二边，内侧边沿为靠近辐射中点的第二边

示例地，请参考图4-5，假设目标子光束为第二子光束，点O为面状光脉冲的中心，点H为第一子光束的辐射中点，J1为第二子光束的外侧边沿对应的点，I1为第二子光束的内侧边沿对应的点，点J1和点I1分别为第二子光束的截面在第二子光束的外侧边沿和内侧边沿上的对应点，则线段OH的长度即为面状光脉冲的中心到第一子光束的辐射中点的距离s10，线段J1H的长度为第二子光束的外侧边沿到辐射中点的距离s22，线段I1H的长度为第二子光束的内侧边沿到辐射中点的距离s21(图中s11)，按照第四公式进行计算，可以得到第二子光束的截面的第二边所对应的发射角W2为角J1OI1。

需要说明的是，上述参考水平面可以根据本补光方法的实际应用场景进行设定，例如，当该补光方法应用于行驶在路面上的智能车上的摄像机时，该参考水平面可以设定为地面。并且，上述光束的第一边和第二边对应的发射角均可以根据补光距离及车道要求进行设定，本申请示例性实施例对其不做具体限定。

示例地，将该补光方法用于智能车上时，为了避免过强的光照照射到车辆前方的行人和车辆上，在转化光脉冲时，可以将光束的截面对应的中空区域设置在车辆前方的行人和车辆所在的位置，对应的光束投射示意图请参考图4-6和图4-7，其中，M1、M2和M3之间形成的中空区域即为车辆前方的行人和车辆所在的位置，以避免由于强光照射对前方的行人和车辆造成的干扰。

还需要说明的是，面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束不限定为三个，例如：光束也可以包括一个、两个、四个或五个等多个子光束，并且，子光束的截面呈现的形状也不限定为“品”字形，也可以为其他形状，只要保证面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的平均光强能够满足拍摄条件即可，例如：子光束的截面也可以呈现为图4-8所示的“n”形或图4-9所示的拱形。

进一步地，当控制面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的光强分布不均匀时，该光束也可以包括三个子光束，该三个子光束包括第一子光束、第二子光束和第三子光束，其中，第二子光束和第三子光束对称分布在第一子光束两侧，第一子光束的光强大于第二子光束和第三子光束。其中，三个子光束的光强可以根据实际需要进行设置，本申请示例性实施例对其不做具体限定。

示例地，当将该补光方法用于智能车上时，由于在行车过程中，驾驶员关注的重点为车辆正前方的区域，而车辆正前方两侧的区域为次要关注点，因此，在该使用场景下，可以设置第一子光束、第二子光束和第三子光束的光强比值为2:1:1或4:3:3，其中，第一子光束的照射区域为车辆正前方的区域，第二子光束和第三子光束的照射区域为车辆正前方两侧的区域。

需要说明的是，面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的截面呈预设的存在中空区域的形状，和/或，面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的光强分布不均匀，能够使拍摄环境中的平均光强满足拍摄需要，避免光照射到不需要关注的区域，一方面，可以进一步地减小光源的功率，另一方面，可以减少因光照射到不需要关注的区域而造成的光污染。

还需要说明的是，本申请示例性实施例提供的补光方法可以用于智能车测距过程中，在智能车测距过程中，通过对拍摄环境进行补光，使得智能车中的双目立体摄像机获取成像质量较好的图像，并通过匹配算法找出双目立体相机在同一水平面上对同一物体拍摄的两幅图像中的对应点，然后根据该对应点计算出视差，再根据三角测距原理计算出物体相对摄像机的距离。

在本申请示例性实施例提供的补光方法用于智能车测距时，有以下几种相关技术：

相关技术一提供了如图5-1所示的成像系统，该系统包括：正对被测对象01对称放置的左视场可见光摄像机06和右视场可见光摄像机07、放置在两侧的左视场红外线摄像机04和右视场红外线摄像机05、以及放置在红外线摄像机与可见光摄像机交叉处的左视场二向色镜03和右视场二向色镜02。测距结构根据该成像系统采集的图像进行测距。虽然相关技术一提供的方案能够弥补单一波段立体成像测距系统的不足，解决因系统间配合而降低获取图像的精度的问题。但是，该方案存在以下问题：首先，成像系统中没有设置补光装置，在某些光强不满足拍摄条件的拍摄环境中，例如：无光照、夜晚、雨天、雾天、隧道或树荫等拍摄环境，该系统的使用受到了限制，进而无法实现有效地测距；其次，红外线摄像机只能探测来自移动的被测对象的红外辐射，限制了成像系统的检测距离；并且，该系统中包括两个红外线摄像机、两个可见光摄像机和两个二向色镜，系统结构复杂。然而，本申请示例性实施例提供的补光方法，通过判断拍摄环境是否需要补光，在需要补光时对拍摄环境进行补光，其原理简单，使得实际执行该补光方法的装置结构简单，并在补光时，通过转化光脉冲并将转化后的光脉冲投射至拍摄环境中，可实现对不同距离范围内的拍摄环境进行补光。

相关技术二采用激光测距仪对立体相机视角角度内的物体进行距离测量，并判断哪些物体是行车过程中的障碍，然后使用双路立体相机测量障碍物的外形和相对于车辆前方的距离。在该结构中，激光测距仪的结构复杂，并且，激光测距仪的使用范围受到测量立体相机距离范围的限制。本申请示例性实施例提供的补光方法，通过转化光脉冲并将转化后的光脉冲投射至拍摄环境中，即可实现对不同距离范围内的拍摄环境进行补光，扩大了补光方法的使用范围。

相关技术三提供了图5-2所示的摄像头补光装置，该补光装置通过在光源组件的光路上设置聚光组件，对光源组件发出的光进行聚焦，提高亮度，并设置调节机构调节聚光组件与光源组件之间的距离，以便对不同距离的拍摄环境区域进行补光。该补光装置虽然可以对不同距离内的拍摄环境区域进行补光，但不能够实现拍摄环境区域内的有区别的补光，并造成一定程度的光污染。本申请示例性实施例提供的补光方法，通过设置光束的界面呈预设形状，并设置光束的光强不均匀分布，能够实现对拍摄环境内的区域实现有区别的补光，并减小光污染。

需要说明的是，本申请示例性实施例提供的补光方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本申请的保护范围之内，因此不再赘述。

综上所述，本申请示例性实施例提供的补光方法，通过根据拍摄环境中的光强判断拍摄环境是否需要补光，当拍摄环境需要补光时，向拍摄环境发射光脉冲，以实现对拍摄环境的补光，相对于使用持续照射的光束对拍摄环境进行补光的相关技术，有效地减小了补光使用的光源的功率，降低了补光成本。

本申请示例性实施例提供了一种补光装置，请参考图1-1，该补光装置10可以包括：

控制器11，用于根据摄像机所处拍摄环境的光强，判断拍摄环境是否需要补光。

光脉冲发射模块12，用于在拍摄环境需要补光时，向拍摄环境发射光脉冲，以对拍摄环境进行补光。

综上所述，本申请示例性实施例提供的补光装置，通过控制器根据拍摄环境中的光强判断拍摄环境是否需要补光，当拍摄环境需要补光时，使用光脉冲发射模块向拍摄环境发射光脉冲，以实现对拍摄环境的补光，相对于使用持续照射的光束对拍摄环境进行补光的相关技术，有效地减小了补光使用的光源的功率，降低了补光成本。

进一步地，请参考图1-2，光脉冲发射模块12，可以包括：

点状光脉冲发射子模块121，用于生成点状光脉冲。

转化子模块122，用于将点状光脉冲转化为面状光脉冲，并投射至拍摄环境中。

可选地，点状光脉冲发射子模块121，可以包括：

激光驱动器1211，以及与激光驱动器连接的脉冲式激光二极管1212。

可选地，面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的截面呈预设的存在中空区域的形状，截面为重力方向所在面。

和/或，面状光脉冲在拍摄环境中所形成的光束的光强分布不均匀。

可选地，光束包括三个子光束，三个子光束包括第一子光束、第二子光束和第三子光束，第二子光束和第三子光束对称分布在第一子光束两侧，每个子光束的截面形状为矩形，三个子光束的截面形状呈“品”字形。

可选地，第一子光束的截面的第一边所对应的发射角L1满足第一公式，第一公式为：

L1＝arctan(d12/h1)-arctan(d11/h1)。

其中，h1为面状光脉冲的中心到预设的参考水平面的距离，参考水平面与光脉冲的传输方向存在交点，d11为第一子光束的下边沿与参考水平面的交线到面状光脉冲的中心的水平距离，d12为第一子光束的上边沿与参考水平面的交线到面状光脉冲的中心的水平距离，arctan为反正切函数。

第一子光束的截面的第二边所对应的发射角W1满足第二公式，第二公式为：

W1＝2*arctan(s11/s10)。

其中，s10为面状光脉冲的中心到第一子光束的辐射中点的距离，辐射中点为第一子光束的截面在参考水平面上的正投影的中点，s11为第一子光束的左边沿或右边沿到辐射中点的距离，第一子光束的截面的第一边所在方向与重力方向垂直，第一子光束的截面的第一边所在方向与第一子光束的截面的第二边所在方向垂直。

可选地，第二子光束和第三子光束中的至少一个目标子光束的截面的第一边所对应的发射角L2满足第三公式，第三公式为：

L2＝arctan(d21/h2)-arctan(d20/h2)。

其中，h2为面状光脉冲的中心到预设的参考水平面的距离，参考水平面与光脉冲的传输方向存在交点，d20为目标子光束的下边沿与参考水平面的交线到面状光脉冲的中心的水平距离，d21为目标子光束的上边沿与参考水平面的交线到面状光脉冲的中心的水平距离，arctan为反正切函数。

目标子光束的截面的第二边所对应的发射角W2满足第四公式，第四公式为：

W2＝arctan(s22/s10)-arctan(s21/s10)。

其中，s10为面状光脉冲的中心到第一子光束的辐射中点的距离，辐射中点为第一子光束的截面在参考水平面上的正投影的中点，s22为目标子光束的外侧边沿到辐射中点的距离，s21为目标子光束的内侧边沿到辐射中点的距离，目标子光束的截面的第一边所在方向与重力方向垂直，目标子光束的截面的第一边所在方向与目标子光束的截面的第二边所在方向垂直，外侧边沿为远离辐射中点的第二边，内侧边沿为靠近辐射中点的第二边。

可选地，光束包括三个子光束，三个子光束包括第一子光束、第二子光束和第三子光束，第二子光束和第三子光束对称分布在第一子光束两侧，第一子光束的光强大于第二子光束和第三子光束。

可选地，第一子光束、第二子光束和第三子光束的光强比值为2:1:1或4:3:3。

可选地，光脉冲的发射频率大于或等于摄像机的帧率。

可选地，控制器11，具体可以用于：

判断光强是否小于光强阈值，光强阈值是根据摄像机的测距精度或成像光强门限确定的。

当光强小于光强阈值，确定拍摄环境需要补光。

当光强不小于光强阈值，确定拍摄环境不需要补光。

可选地，控制器11，具体可以用于：

判断光强是否小于第一光强阈值，第一光强阈值是根据摄像机的测距精度确定的。

当光强不小于第一光强阈值，判断光强是否小于第二光强阈值，第二光强阈值是根据摄像机的成像光强门限确定的。

当光强小于第二光强阈值，确定拍摄环境需要补光。

当光强不小于第二光强阈值，确定拍摄环境不需要补光。

可选地，装置还包括光强传感器，光强传感器用于检测拍摄环境的光强，并传输给控制器。

可选地，摄像机为双目立体摄像机，摄像机包括两个摄像头，控制器11具体可以用于：

当检测到任一摄像头发送的脉冲触发信号，确定光强小于第二光强阈值，脉冲触发信号是摄像机在摄像机所处拍摄环境的光强小于任一摄像头的成像光强门限时发送的。

可选地，转化子模块122可以为棱镜。

可选地，激光驱动器1211可以为红外激光驱动器。

综上所述，本申请示例性实施例提供的补光装置，通过控制器根据拍摄环境中的光强判断拍摄环境是否需要补光，并且，当拍摄环境需要补光时，使用光脉冲发射模块向拍摄环境发射光脉冲，以实现对拍摄环境的补光，相对于使用持续照射的光束对拍摄环境进行补光的相关技术，有效地减小了补光使用的光源的功率，降低了补光成本。并且，当使用该补光装置进行补光时，由于光源功率的减小，可以相应减少甚至去除用于为光源散热的散热装置，这就为实现补光装置体积的小型化提供了可能。

本申请示例性实施例提供了一种补光系统，请参考图1-2，该补光系统包括：摄像机和图1-1或图1-2所示的补光装置10。

综上所述，本申请示例性实施例提供的补光系统，通过控制器根据拍摄环境中的光强判断拍摄环境是否需要补光，并且，当拍摄环境需要补光时，使用光脉冲发射模块向拍摄环境发射光脉冲，以实现对拍摄环境的补光，并在补光后使用摄像机拍摄图像，能够得到成像质量更好图像，相对于使用持续照射的光束对拍摄环境进行补光并拍摄图像的相关技术，不仅有效地减小了补光使用的光源的功率，降低了补光成本，还提高了摄像机的成像质量。

可选地，请参考图6，摄像机可以为双目立体摄像机，摄像头210和摄像头220为双目立体摄像机的两个摄像头，包括有补光装置10的补光系统位于智能车上。

需要说明的是，当该补光装置位于智能车上时，该系统还可以与行车记录仪、车内后视镜结合，将该系统与后视镜、行车记录仪集成为一个产品，使其输出行车过程中的视频流，并在该集成产品中增加内存卡用以存储输出的视频流。并且，由于在相关技术中摄像机和车内后视镜在车辆内部的安装位置存在冲突，若将摄像机和后视镜集合起来，就可以减小二者所占用的空间，同时，后视镜也可以做成具有显示功能的行车记录仪，将摄像机输出的视频流显示在该后视镜中，以便于车内的人员观看，进而及时地了解摄像机在当前环境下的成像效果。

综上所述，本申请示例性实施例提供的补光系统，通过控制器根据拍摄环境中的光强判断拍摄环境是否需要补光，并且，当拍摄环境需要补光时，使用光脉冲发射模块向拍摄环境发射光脉冲，以实现对拍摄环境的补光，并在补光后使用摄像机拍摄图像，能够得到成像质量更好图像，相对于使用持续照射的光束对拍摄环境进行补光并拍摄图像的相关技术，不仅有效地减小了补光使用的光源的功率，降低了补光成本，还提高了摄像机的成像质量。并且，当使用该补光装置进行补光时，由于光源功率的减小，可以相应减少甚至去除用于为光源散热的散热装置，这就为实现补光装置体积的小型化提供了可能，进而使补光装置集成到双目摄像头模组内。

请参考图7，其示出了本申请示例性实施例涉及的一种补光装置20的结构示意图，该补光装置20可以包括：处理器22和信号接口24。

处理器22包括一个或者一个以上处理核心。处理器22通过运行软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。

信号接口24可以为多个，该信号接口24用于与其它装置或模块建立连接，例如：可以通过该信号接口24与摄像机进行连接。

可选的，数据传输设备20还包括存储器26、总线28等部件。其中，存储器26与信号接口24分别通过总线28与处理器22相连。

存储器26可用于存储软件程序以及模块。具体的，存储器26可存储至少一个功能所需的应用程序模块262。

其中，该应用程序模块262可以包括：

控制器2621，具有与控制器11相同或相似的功能。

光脉冲发射模块2622，具有与光脉冲发射模块12相同或相似的功能。

本申请示例性实施例提供了一种补光系统，请参考图1-2，该补光系统包括：摄像机20和补光装置10，该补光装置包括图1-1或图1-2所示的补光装置10。

可选地，摄像机20可以为双目立体摄像机，并且，该补光系统可以位于智能车上，当该补光装置位于智能车上时，该双目立体摄像机可以用以在行车过程中测距，以辅助行车。

需要说明的是：上述实施例提供的补光装置在补光时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的补光装置、补光系统与补光方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

上述本申请示例性实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (27)

1.一种补光方法，其特征在于，所述方法包括：

根据摄像机所处拍摄环境的光强，判断所述拍摄环境是否需要补光；

当所述拍摄环境需要补光时，向所述拍摄环境发射光脉冲，以对所述拍摄环境进行补光；

其中，所述向所述拍摄环境发射光脉冲，包括：

生成点状光脉冲；

将所述点状光脉冲转化为面状光脉冲，并投射至所述拍摄环境中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述面状光脉冲在所述拍摄环境中所形成的光束的截面呈预设的存在中空区域的形状，所述截面为重力方向所在面；

和/或，所述面状光脉冲在所述拍摄环境中所形成的光束的光强分布不均匀。

3.根据权利要求1或2任一所述的方法，其特征在于，所述光束包括三个子光束，所述三个子光束包括第一子光束、第二子光束和第三子光束，所述第二子光束和所述第三子光束对称分布在所述第一子光束两侧，每个所述子光束的截面形状为矩形，所述三个子光束的截面形状呈“品”字形。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一子光束的截面的第一边所对应的发射角L1满足第一公式，所述第一公式为：

L1＝arctan(d12/h1)-arctan(d11/h1)；

其中，所述h1为所述面状光脉冲的中心到预设的参考水平面的距离，所述参考水平面与所述光脉冲的传输方向存在交点，所述d11为所述第一子光束的下边沿与所述参考水平面的交线到所述面状光脉冲的中心的水平距离，所述d12为所述第一子光束的上边沿与所述参考水平面的交线到所述面状光脉冲的中心的水平距离，所述arctan为反正切函数；

所述第一子光束的截面的第二边所对应的发射角W1满足第二公式，所述第二公式为：

W1＝2*arctan(s11/s10)；

其中，所述s10为所述面状光脉冲的中心到所述第一子光束的辐射中点的距离，所述辐射中点为所述第一子光束的截面在所述参考水平面上的正投影的中点，所述s11为所述第一子光束的左边沿或右边沿到所述辐射中点的距离，所述第一子光束的截面的第一边所在方向与重力方向垂直，所述第一子光束的截面的第一边所在方向与所述第一子光束的截面的第二边所在方向垂直。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二子光束和所述第三子光束中的至少一个目标子光束的截面的第一边所对应的发射角L2满足第三公式，所述第三公式为：

L2＝arctan(d21/h2)-arctan(d20/h2)；

其中，所述h2为所述面状光脉冲的中心到预设的参考水平面的距离，所述参考水平面与所述光脉冲的传输方向存在交点，所述d20为所述目标子光束的下边沿与所述参考水平面的交线到所述面状光脉冲的中心的水平距离，所述d21为所述目标子光束的上边沿与所述参考水平面的交线到所述面状光脉冲的中心的水平距离，所述arctan为反正切函数；

所述目标子光束的截面的第二边所对应的发射角W2满足第四公式，所述第四公式为：

W2＝arctan(s22/s10)-arctan(s21/s10)；

其中，所述s10为所述面状光脉冲的中心到所述第一子光束的辐射中点的距离，所述辐射中点为所述第一子光束的截面在所述参考水平面上的正投影的中点，所述s22为所述目标子光束的外侧边沿到所述辐射中点的距离，所述s21为所述目标子光束的内侧边沿到所述辐射中点的距离，所述目标子光束的截面的第一边所在方向与重力方向垂直，所述目标子光束的截面的第一边所在方向与所述目标子光束的截面的第二边所在方向垂直，所述外侧边沿为远离所述辐射中点的所述第二边，所述内侧边沿为靠近所述辐射中点的所述第二边。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述光束包括三个子光束，所述三个子光束包括第一子光束、第二子光束和第三子光束，所述第二子光束和所述第三子光束对称分布在所述第一子光束两侧，所述第一子光束的光强大于所述第二子光束和第三子光束。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一子光束、所述第二子光束和所述第三子光束的光强比值为2:1:1或4:3:3。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光脉冲的发射频率大于或等于所述摄像机的帧率。

9.根据权利要求1至8任一所述的方法，其特征在于，所述根据摄像机所处拍摄环境的光强，判断所述拍摄环境是否需要补光，包括：

判断所述光强是否小于光强阈值，所述光强阈值是根据所述摄像机的测距精度或成像光强门限确定的；

当所述光强小于所述光强阈值，确定所述拍摄环境需要补光；

当所述光强不小于所述光强阈值，确定所述拍摄环境不需要补光。

10.根据权利要求1至8任一所述的方法，其特征在于，所述根据摄像机所处拍摄环境的光强，判断所述拍摄环境是否需要补光，包括：

判断所述光强是否小于第一光强阈值，所述第一光强阈值是根据所述摄像机的测距精度确定的；

当所述光强不小于所述第一光强阈值，判断所述光强是否小于第二光强阈值，所述第二光强阈值是根据所述摄像机的成像光强门限确定的；

当所述光强小于所述第二光强阈值，确定所述拍摄环境需要补光；

当所述光强不小于所述第二光强阈值，确定所述拍摄环境不需要补光。

11.一种补光装置，其特征在于，所述装置包括：

控制器，用于根据摄像机所处拍摄环境的光强，判断所述拍摄环境是否需要补光；

光脉冲发射模块，用于在所述拍摄环境需要补光时，向所述拍摄环境发射光脉冲，以对所述拍摄环境进行补光；所述光脉冲发射模块包括点状光脉冲发射子模块，用于生成点状光脉冲；所述光脉冲发射模块包括转化子模块，用于将所述点状光脉冲转化为面状光脉冲，并投射至所述拍摄环境中。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，

所述点状光脉冲发射子模块，包括：

激光驱动器，以及与所述激光驱动器连接的脉冲式激光二极管。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，

所述面状光脉冲在所述拍摄环境中所形成的光束的截面呈预设的存在中空区域的形状，所述截面为重力方向所在面；

和/或，所述面状光脉冲在所述拍摄环境中所形成的光束的光强分布不均匀。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述光束包括三个子光束，所述三个子光束包括第一子光束、第二子光束和第三子光束，所述第二子光束和所述第三子光束对称分布在所述第一子光束两侧，每个所述子光束的截面形状为矩形，所述三个子光束的截面形状呈“品”字形。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述所述第一子光束的截面的第一边所对应的发射角L1满足第一公式，所述第一公式为：

L1＝arctan(d12/h1)-arctan(d11/h1)；

其中，所述h1为所述面状光脉冲的中心到预设的参考水平面的距离，所述参考水平面与所述光脉冲的传输方向存在交点，所述d11为所述第一子光束的下边沿与所述参考水平面的交线到所述面状光脉冲的中心的水平距离，所述d12为所述第一子光束的上边沿与所述参考水平面的交线到所述面状光脉冲的中心的水平距离，所述arctan为反正切函数；

所述第一子光束的截面的第二边所对应的发射角W1满足第二公式，所述第二公式为：

W1＝2*arctan(s11/s10)；

其中，所述s10为所述面状光脉冲的中心到所述第一子光束的辐射中点的距离，所述辐射中点为所述第一子光束的截面在所述参考水平面上的正投影的中点，所述s11为所述第一子光束的左边沿或右边沿到所述辐射中点的距离，所述第一子光束的截面的第一边所在方向与重力方向垂直，所述第一子光束的截面的第一边所在方向与所述第一子光束的截面的第二边所在方向垂直。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第二子光束和所述第三子光束中的至少一个目标子光束的截面的第一边所对应的发射角L2满足第三公式，所述第三公式为：

L2＝arctan(d21/h2)-arctan(d20/h2)；

其中，所述h2为所述面状光脉冲的中心到预设的参考水平面的距离，所述参考水平面与所述光脉冲的传输方向存在交点，所述d20为所述目标子光束的下边沿与所述参考水平面的交线到所述面状光脉冲的中心的水平距离，所述d21为所述目标子光束的上边沿与所述参考水平面的交线到所述面状光脉冲的中心的水平距离，所述arctan为反正切函数；

所述目标子光束的截面的第二边所对应的发射角W2满足第四公式，所述第四公式为：

W2＝arctan(s22/s10)-arctan(s21/s10)；

其中，所述s10为所述面状光脉冲的中心到所述第一子光束的辐射中点的距离，所述辐射中点为所述第一子光束的截面在所述参考水平面上的正投影的中点，所述s22为所述目标子光束的外侧边沿到所述辐射中点的距离，所述s21为所述目标子光束的内侧边沿到所述辐射中点的距离，所述目标子光束的截面的第一边所在方向与重力方向垂直，所述目标子光束的截面的第一边所在方向与所述目标子光束的截面的第二边所在方向垂直，所述外侧边沿为远离所述辐射中点的所述第二边，所述内侧边沿为靠近所述辐射中点的所述第二边。

17.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述光束包括三个子光束，所述三个子光束包括第一子光束、第二子光束和第三子光束，所述第二子光束和所述第三子光束对称分布在所述第一子光束两侧，所述第一子光束的光强大于所述第二子光束和第三子光束。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第一子光束、所述第二子光束和所述第三子光束的光强比值为2:1:1或4:3:3。

19.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述光脉冲的发射频率大于或等于所述摄像机的帧率。

20.根据权利要求11至19任一所述的装置，其特征在于，所述控制器，用于：

判断所述光强是否小于光强阈值，所述光强阈值是根据所述摄像机的测距精度或成像光强门限确定的；

当所述光强小于所述光强阈值，确定所述拍摄环境需要补光；

当所述光强不小于所述光强阈值，确定所述拍摄环境不需要补光。

21.根据权利要求11至19任一所述的装置，其特征在于，所述控制器，用于：

判断所述光强是否小于第一光强阈值，所述第一光强阈值是根据所述摄像机的测距精度确定的；

当所述光强不小于所述第一光强阈值，判断所述光强是否小于第二光强阈值，所述第二光强阈值是根据所述摄像机的成像光强门限确定的；

当所述光强小于所述第二光强阈值，确定所述拍摄环境需要补光；

当所述光强不小于所述第二光强阈值，确定所述拍摄环境不需要补光。

22.根据权利要求20或21所述的装置，其特征在于，

所述装置还包括光强传感器，所述光强传感器用于检测所述拍摄环境的光强，并传输给所述控制器。

23.根据权利要求20或21所述的装置，其特征在于，所述摄像机为双目立体摄像机，所述摄像机包括两个摄像头，

所述控制器用于：

当检测到任一摄像头发送的脉冲触发信号，确定所述光强小于第二光强阈值，所述脉冲触发信号是所述摄像机在所述摄像机所处拍摄环境的光强小于所述任一摄像头的成像光强门限时发送的。

24.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，

所述转化子模块为棱镜。

25.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，

所述激光驱动器为红外激光驱动器。

26.一种补光系统，其特征在于，所述补光系统包括：摄像机和权利要求11至25任一所述的补光装置。

27.根据权利要求26所述的补光系统，其特征在于，所述摄像机为双目立体摄像机，所述补光系统位于智能车上。

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