CN117989998A - 一种激光系统切换方法、系统、设备及介质 - Google Patents

Abstract

一种激光系统切换方法，包括如下步骤：步骤S1：采集多层次标定板图像；其中，所述多层次标定板中包含至少两级定位信息；步骤S2：在所述多层次标定板图像中确定最小层级定位信息，并分别识别出多个所述最小层级定位信息的全局位置信息；步骤S3：根据多个所述最小层级定位信息的图像计算得到相机与多个所述最小层级定位信息的位置关系；步骤S4：计算得到所述相机的全局位置信息。本发明利用多层次标定板图像对不同的运动体均可以提供合适的定位信息，通过对相机获得的多层次标定板图像识别最小层次定位信息，获得尽可能多的定位信息，从而实现对不同运动体的自适应定位，并且可以获得较高的精度。

Description

一种激光系统切换方法、系统、设备及介质

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体地，涉及一种激光系统切换方法、系统、设备及介质。

背景技术

在深度测量技术中，常用的激光光源有垂直腔面激光发射器(VSCEL)和边缘激光发射器(EEL)。由于VSCEL发射出的光斑为圆形，并且功率较小，容易集成为阵列激光器，组成各类光斑，主要被用于结构光投射。而EEL由于发射出的光斑为椭圆形，并且功率较大，主要用于TOF技术测量。

EEL激光器用于结构光技术中的主要有两种：

一是使用多颗EEL激光器组成激光器阵列，但其一致性及可靠性较差。

二是使用单颗大功率EEL激光器的方案，但其功率较大，散热成为问题。

而现有技术中的VSCEL激光器阵列由于VSCEL激光器的功率限制，难在在较远距离内实现有效的测量。

同时，现有激光器往往存在适宜的工作距离，即使现有系统中存在将TOF技术与结构光技术相结合的方案，但也只能实现中、近距离内的探测，无法实现远、中、近更广范围内的全面探测，适用范围有限。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

为此，本发明将激光光源按区域进行划分与单独操作，使得在同一个激光发射周期内可以发射出不同的激光光束，从而可以对不同的区域分别采用dTOF、iTOF和结构光技术获得深度数据，从而极大地增强了对目标区域内的数据获取精度与准确度。

第一方面，本发明提供一种激光系统切换方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：控制激光光源分区域按第一形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，并根据时间差获得第一深度；所述激光光源的区域与所述接收器的区域一一对应；

步骤S2：对不同区域获得的第一深度分别进行计算判断，如果所述第一深度大于第一阈值，则不改变当前状态；如果所述第一深度小于第一阈值，并且大于第二阈值，则执行步骤S3；如果所述第一深度小于第二阈值，则执行步骤S4；

步骤S3：将所述区域的发射顺序调至最末，并将发射出的脉冲激光调制为第二形态，以根据相位差获得第二深度；

步骤S4：将所述区域的发射顺序调至最末，将发射出的脉冲激光调制为第三形态，将所述区域对应的显示屏上显示预设图案，以根据视差获得第三深度。

第二方面，本发明提供一种激光系统切换方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S5：控制激光光源分区域按第二形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，并根据相位差获得第二深度；所述激光光源的区域与所述接收器的区域一一对应；

步骤S6：对不同区域获得的第二深度分别进行计算判断，如果所述第二深度大于第一阈值，则执行步骤S7；如果所述第二深度小于第一阈值，并且大于第二阈值，则不改变当前状态；如果所述第二深度小于第二阈值，则执行步骤S8；

步骤S7：将所述区域的发射顺序调至最前，并将发射出的脉冲激光调制为第一形态，以根据时间差获得第一深度；

步骤S8：将所述区域的发射顺序调至最末，将发射出的脉冲激光调制为第三形态，将所述区域对应的显示屏上显示预设图案，以根据视差获得第三深度。

第三方面，本发明提供一种激光系统切换方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S9：控制激光光源分区域按第三形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，将所述区域对应的显示屏上显示预设图案，并根据视差获得第三深度；所述激光光源的区域与所述接收器的区域一一对应；

步骤S10：对不同区域获得的第三深度分别进行计算判断，如果所述第三深度大于第一阈值，则执行步骤S11；如果所述第三深度小于第一阈值，并且大于第二阈值，则执行步骤S12；如果所述第三深度小于第二阈值，则不改变当前状态；

步骤S11：将所述区域的发射顺序调至最前，并将发射出的脉冲激光调制为第一形态，以根据时间差获得第一深度；

步骤S12：将发射出的脉冲激光调制为第二形态，以根据相位差获得第三深度。

可选地，所述的一种激光系统切换方法，其特征在于，所述激光激光在第一形态下的发射时间小于在第二形态下的发射时间。

可选地，所述的一种激光系统切换方法，其特征在于，所述激光激光在第二形态下的发射时间小于在第三形态下的发射时间。

可选地，所述的一种激光系统切换方法，其特征在于，所述第二形态为脉冲调制激光。

可选地，所述的一种激光系统切换方法，其特征在于，所述第二形态为正弦调制激光。

第四方面，本发明提供一种激光系统切换系统，用于实现上述任一项所述的激光系统切换方法，其特征在于，包括：

第一发射模块，用于控制激光光源分区域按第一形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，并根据时间差获得第一深度；所述激光光源的区域与所述接收器的区域一一对应；

第二发射模块，用于控制激光光源分区域按第二形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，并根据相位差获得第二深度；

第三发射模块，用于控制激光光源分区域按第三形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，将所述区域对应的显示屏上显示预设图案，以根据视差获得第三深度；

选择模块，用于对不同区域获得的深度数据分别进行判断，如果大于第一阈值，则由所述第一发射模块发射；如果小于第一阈值，并且大于第二阈值，则由所述第二发射模块发射；如果小于第二阈值，则由所述第三发射模块发射。

第五方面，本发明提供一种激光系统切换设备，其特征在于，包括：

处理器；

存储器，其中存储有所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意一项所述激光系统切换方法的步骤。

第六方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，其特征在于，所述程序被执行时实现前述任意一项所述激光系统切换方法的步骤。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明将激光光源分区域发射脉冲激光，可以减小激光光源的瞬时功率，降低对驱动电源的要求，同时，由于驱动电源功率的限制，本发明采用的激光光源也可以具有更大的输出功率，从而探测更远的距离。

本发明中激光光源可以在一个发射周期内发射出三种不同的光束，从而可以根据目标对象的远近选择合适地激光类型，从而通过最佳的深度测量技术获得精确的深度数据。

本发明根据不同光源类型对发射顺序进行调整，保证dTOF所需脉冲最先发射，其他脉冲在后发射，使得相邻脉冲激光的时间固定，且具有较高的一致性，同时，使得发射周期持续的时间可以不同。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例中一种激光系统切换方法的步骤流程图；

图2是本发明实施例中另一种激光系统切换方法的步骤流程图；

图3是本发明实施例中再一种激光系统切换方法的步骤流程图；

图4为本发明实施例中一种激光系统切换系统的结构示意图；

图5为本发明实施例中一种可切换激光光源的结构示意图；

图6为本发明实施例中一种EEL阵列激光器的结构示意图；

图7为本发明实施例中一种显示屏的结构示意图；

图8为本发明实施例中一种激光脉冲时序示意图；

图9为本发明实施例中一种激光投射器投射的光斑示意图；

图10为本发明实施例中一种传感器启用区域示意图；

图11为本发明实施例中一种激光系统切换设备的结构示意图；以及

图12为本发明实施例中计算机可读存储介质的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例提供的一种激光系统切换方法，旨在解决现有技术中存在的问题。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。

本发明实施例提供的激光系统切换方法，将激光光源按区域进行划分与单独操作，使得在同一个激光发射周期内可以发射出不同的激光光束，从而可以对不同的区域分别采用dTOF、iTOF和结构光技术获得深度数据，从而极大地增强了对目标区域内的数据获取精度与准确度。

图1为本发明实施例中一种激光系统切换方法的步骤流程图。如图1所示，本发明实施例中一种激光系统切换方法包括如下步骤：

步骤S1：控制激光光源分区域按第一形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，并根据时间差获得第一深度。

在本步骤中，激光光源有多个分区，接收器也有多个分区。所述激光光源的区域与所述接收器的区域数量相等且一一对应。每个分区对应一个激光发射器。第一形态发射的脉冲激光的脉冲持续时间最短。在本实施例中，多个不同区域均按第一形态进行发射，以获取第一深度。

步骤S2：对不同区域获得的第一深度分别进行计算判断，如果所述第一深度大于第一阈值，则不改变当前状态；如果所述第一深度小于第一阈值，并且大于第二阈值，则执行步骤S3；如果所述第一深度小于第二阈值，则执行步骤S4。

在本步骤中，由于步骤S1中将所有区域按第一形态进行发射，但目标对象并不并是在dTOF的有效测量范围内，因此需要对相应的区域进行修正。对不同区域的第一深度值分别进行计算判断，并确定后续步骤。由于不同区域内目标对象的深度并不是单一数值，甚至在某些情况下存在巨大的差异，所以本实施例中，以该区域内最小的深度值作为该区域的深度值。本步骤是在一个发射周期完成后，将相应的区域进行处理，即步骤S3和步骤S4的执行是在一次脉冲串完成后。

步骤S3：将所述区域的发射顺序调至最末，并将发射出的脉冲激光调制为第二形态，以根据相位差获得第二深度。

在本步骤中，本步骤使得利用iTOF技术获得深度数据的区域总是靠后发射。在调整顺序时，可能有多个区域需要调整。在调整顺序时，不会将当前区域与当前最末区域交换，而是将当前区域排于当前最末区域后。比如，当前的发射区域顺序为ABCDEFGHIJKLM，其中，C为根据本步骤需要调整的区域，当前最末区域为M，则将C置于M后，得到新的发射顺序ABDEFGHIJKLMC。

在部分实施例中，第二形态为脉冲调制激光。相比于第一形态，第二形态只需要延长单个区域的发射时长即可，具有转换容易的特点，易于实现，也容易减少环境光的影响。

在部分实施例中，第二形态为正弦调制激光。相比于第一形态，第二形态除了发射时长延长外，还需要将激光调制成正弦波，从而可以采用技术相对更加成熟的整套产品。

步骤S4：将所述区域的发射顺序调至最末，将发射出的脉冲激光调制为第三形态，将所述区域对应的显示屏上显示预设图案，以根据视差获得第三深度。

在本步骤中，本步骤使得利用结构光技术获得深度数据的区域总是靠后发射。本步骤中对于顺序的调整与步骤S3相似。激光光源发射出的脉冲激光经过显示屏后射出。显示屏划分为多个不同的区域，并且与激光光源的分区一一对应。特定的激光光源区域发出的脉冲激光穿透特定的显示屏区域后射出。当显示屏上显示特定的图案时，图案的区域无法被脉冲激光穿透，从而使得穿透的脉冲激光呈现一定的形状，即可以根据图案的形变(视差原理)获得第三深度。

图2是本发明实施例中另一种激光系统切换方法的步骤流程图。如图2所示，本发明实施例中另一种激光系统切换方法包括如下步骤：

步骤S5：控制激光光源分区域按第二形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，并根据相位差获得第二深度。

在本步骤中，所述激光光源的区域与所述接收器的区域一一对应。相比于前述实施例，本实施例中初始发射时的激光光源按照第二形态进行发射，即利用iTOF技术。由于iTOF技术的有效范围通常介于dTOF技术和结构光技术之间，从而可以更好地对目标对象的距离进行识别。

步骤S6：对不同区域获得的第二深度分别进行计算判断，如果所述第二深度大于第一阈值，则执行步骤S7；如果所述第二深度小于第一阈值，并且大于第二阈值，则不改变当前状态；如果所述第二深度小于第二阈值，则执行步骤S8。

在本步骤中，由于卷绕效应存在，dTOF技术可能会对目标区域的距离产生误判。比如，当dTOF的有效测量距离为0.5-5m时，6m处的目标对象则可能被识别为在1m处。此时，将该区域利用结构光技术进行扫描，则可以克服该问题。故执行后续步骤可以有效提高测量数据的准确度。

步骤S7：将所述区域的发射顺序调至最前，并将发射出的脉冲激光调制为第一形态，以根据时间差获得第一深度。

在本步骤中，将距离较远的区域调制为第一形态，并将发射顺序提前，可以使得最远的目标对象总能够在相近的时间间隔下被识别，快速获得较远目标对象的深度数据。

步骤S8：将所述区域的发射顺序调至最末，将发射出的脉冲激光调制为第三形态，将所述区域对应的显示屏上显示预设图案，以根据视差获得第三深度。

在本步骤中，将利用视差原理的区域调至最末，保证第一形态的脉冲激光优先发射。

本实施例通过初始发射模式设置为iTOF技术，从而可以很好地对各种距离下的数据进行分类，使得不同区域都可以获得最佳的探测方法，提高数据获取准确度与精度。

图3是本发明实施例中再一种激光系统切换方法的步骤流程图。如图3所示，本发明实施例中再一种激光系统切换方法包括如下步骤：

步骤S9：控制激光光源分区域按第三形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，将所述区域对应的显示屏上显示预设图案，并根据视差获得第三深度。

在本步骤中，将初始发射模式设置为结构光模式。所述激光光源的区域与所述接收器的区域一一对应。由于结构光模式数据更加稳定可靠，故可以准确地对各种距离下的目标区域进行分类。相比于前述实施例，由于结构光技术的计算量相比于TOF技术较大，故对计算芯片的要求较高。

步骤S10：对不同区域获得的第三深度分别进行计算判断，如果所述第三深度大于第一阈值，则执行步骤S11；如果所述第三深度小于第一阈值，并且大于第二阈值，则执行步骤S12；如果所述第三深度小于第二阈值，则不改变当前状态。

在本步骤中，对不同距离下的目标相应地转换为不同的测量模式。由于不同的测量技术的有效测量范围不同，因此在实际产品中，可以根据不同的应用场景设计不同的激光光源、接收器及显示屏，用于实现不同距离探测的最佳配合。

步骤S11：将所述区域的发射顺序调至最前，并将发射出的脉冲激光调制为第一形态，以根据时间差获得第一深度。

在本步骤中，将距离最远的区域的发射顺序提前。而将利用结构光技术获得深度数据转换为利用dTOF技术获得深度数据，在获得精度最佳的深度数据的同时，也可以减小计算量，提高数据获取速度。

步骤S12：将发射出的脉冲激光调制为第二形态，以根据相位差获得第三深度。

在本步骤中，不对发射的顺序进行调整。在步骤S11对顺序进行调整的情况下，依然可以保护距离最远的区域优先发射。而iTOF技术和结构光技术对应的区域的发射顺序并无特别要求。激光在第二形态下的发射时间小于在第三形态下的发射时间。

本实施例将初始发射模式设置为结构光模式，在对各个区域进行划分时非常准确，可以在第二次发射时就将所有区域达到最佳的形态，快速实现对目标区域的精确测量，提高效率。

图4为本发明实施例中一种激光系统切换系统的结构示意图。如图4所示，本发明实施例中一种激光系统切换系统包括：

第一发射模块410，用于控制激光光源分区域按第一形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，并根据时间差获得第一深度；所述激光光源的区域与所述接收器的区域一一对应；

第二发射模块420，用于控制激光光源分区域按第二形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，并根据相位差获得第二深度；

第三发射模块430，用于控制激光光源分区域按第三形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，将所述区域对应的显示屏上显示预设图案，以根据视差获得第三深度；

选择模块440，用于对不同区域获得的深度数据分别进行判断，如果大于第一阈值，则由所述第一发射模块发射；如果小于第一阈值，并且大于第二阈值，则由所述第二发射模块发射；如果小于第二阈值，则由所述第三发射模块发射。

具体地说，在初始发射时，采用第一发射模块410、第二发射模块420或第三发射模块430中的任一个控制激光光源的所有分区获取数据，之后选择模块440根据第一次获取的数据，将不同的分区进行分类，将最远的分区由第一发射模块410进行控制，将中等距离的分区由第二发射模块420进行控制，将最近距离的分区由第三发射模块430进行控制，从而实现各种距离下都可以用最佳的技术进行探测，获得最佳的准确度。在发射过程中，选择模块440动态对各个分区进行判断与控制，以使目标区域内的变化被及时感知与获取。

本实施例利用不同的模块分别对三种模式进行控制，使得激光光源与接收器的配合更加一致，保证数据的一致性。同时，本实施例还采用选择模块对各种深度数据进行判断，对各个区域内的数据进行实时监控，提高对目标区域内变动的响应。

图5为本发明实施例中一种可切换激光光源的结构示意图。如图5所示，本发明实施例中一种可切换激光光源包括：

EEL阵列激光器1，内有多个有源区。

具体地说，多个所述有源区的出光口相邻排列，且多个所述有源区的阴极或阳极中的一极共用一个电极，而另一极则是分开的。如果多个有源区共同阳极，则多个有源区的阴极是独立的，不共用。如果多个有源区共同阴极，则多个有源区的阳极是独立的，不共用。如图6所示，多个EEL激光器10设置在基板13上。多个EEL激光器10的阴极通过金线12与极板11连接，实现多个EEL激光器10共用阴极的效果，并方便控制。多个EEL激光器10的阳极14与基板13中的激光发射器连接，用于控制激光器的发射。在基板13的另一侧设置有出光口15。每个激光器设置有一个出光口。金线12与极板11均为导电材料。基板13为绝缘材料。极板11不仅具有导电的功能，还可以起到约束EEL激光器10的作用，从而使得EEL阵列激光器1的出射光束更加稳定。多个EEL激光器紧密贴合，使得相对位置更加稳固，从出光口15出射的光束方向更加一致、更加均匀。从所述有源区发射出的所述光束被调制成特定形态，并脉冲发射。

在部分实施例中，极板11的表面与阴极处于同一表面。阴极与极板11紧密贴合，从而无需金线12即可实现连通。阴极与极板11紧密贴合，再配合壳体与基板，实现对激光器位置与方向的精确固定。为使极板11的表面与阴极处于同一表面，可以增加基板13的厚度，或者增加极板11的厚度。当采取增加基板13的厚度时，可以使得与极板11下部的基板13较厚，而EEL激光器10下部的基板13较薄。当采取增加极板11的厚度时，基板13保持水平，以方便对基板13的生产加工，而极板11只需要增加厚度，就可以实现与阴极表面处于同一表面。在工业生产中，可以根据极板11与基板13的材质、加工难度综合考虑采用何种方案，以达到成本最优。

柱面透镜2，用于将所述EEL阵列激光器发出的光束在快轴方向准直。

具体地说，柱面透镜2为一个位置固定不动的透镜。本实施例只对光束在快轴方向准直，而无需对慢轴或其他方向进行准直，可以降低对于柱面透镜的要求，在保证投射效果的同时，成本更低。EEL阵列激光器1的发光面位于柱面透镜2的焦点。发光面是指多个出光口构成的面。柱面透镜2具有一定的弧度，以对光束进行整形。柱面透镜2与EEL阵列激光器的距离为0.1mm-1mm之间，以使得可切换激光光源的尺寸最小。柱面透镜2可以为普通透镜、超透镜等。当柱面透镜为超透镜时，可以使得可切换激光光源的尺寸大大减小。

显示屏31，用于显示图案，以使出射的所述光束具有特定的图案。

具体地说，所述图案不能被所述光束穿透，没有图案的区域可以被光束穿透。如图7所示，显示屏31包括多个子屏。图7中示例性地示出了7个子屏，但在本实施例中，子屏数量与有源区数量相等，并且每个有源区出射的光束经对应的子屏出射。光束从有源区发射，依次经过柱面透镜和显示屏。从一个有源区发出的光束经柱面透镜后，照射在对应的子屏上。不同的子屏不存在重叠。相邻子屏之间存在间隙。子屏是对显示屏上按区域进行的划分，用于分别显示不同的图案。在实际应用中，多个子屏可以是一块完整的显示屏上的多个不同区域。显示屏可以是LED屏、OLED屏等各类显示屏。显示屏可以调整显示图案，并且可以单独对某一个子屏的显示图案进行调整。显示屏可以将每个子屏设置为显示图案和不显示图案两种状态。在显示图案时，经过该子屏的光束成为带有该图案的光束，可用于结构光测量。在不显示图案时，经过该子屏的光束完全通过，可用于TOF测量。

在部分实施例中，如图5所示，多个出光口位于一排。由于EEL激光器发射的光束为椭圆形，经柱面透镜2处理后的光束呈矩形。每个出光口单独点亮。每次点亮经阵列TOF光源发射出的光束均不重叠。一个EEL激光器发射出的光束对目标面的部分区域进行照射，且在目标面上呈矩形。有源区是指包含EEL激光器在内的区域，以区别于不能发光的区域。出光口是有源区的发光口。一个有源区对应一个出光口。

在部分实施例中，还包括控制器，通过可寻址的驱动，控制每一个所述有源区处于点亮或者关闭状态。所述有源区依次点亮，且每次只点亮一个所述有源区。在一个发射周期内，所有所述有源区均会被点亮。有源区依次点亮是指有源区以非常小的时间间隔顺序点亮，而非指以相邻的顺序对有源区依次点亮。事实上，由于在较远的探测距离内，激光光束传播的时间被拉长，相邻的有源区如果在较短的时间内投射，可能会由于光溢出等原因导致数据接收端存在互相干扰。在本实施例中，有源区以不小于2的等差间隔依次点亮。比如，有源区从左到右依次编号为1，2，3，。。。20，以2为间隔，则点亮的顺序依次为1，3，5，7，9，11，13，15，17，19，2，4，6，8，10，12，14，16，18，20。可见，本实施例中在以等差间隔点亮完成一轮后，继续对未点亮的有源区进行等差间隔地点亮，直至所有有源区全部被点亮，以实现点亮过程的高效可控。控制器在控制有源区点亮或关闭时，也同时控制显示屏上子屏的图案是否显示，从而实现有源区与显示屏的同步更新。在部分实施例中，在一个发射周期内，控制器只对显示屏更新一次，并且对所有子屏同步进行更新，从而使得所有子屏均与在该发射周期内的有源区相适应，可以降低显示屏的刷新频率，延长显示屏寿命。

图8示出了一种激光脉冲时序示意图。图8上图中示出了多个发射周期。从图8上图中可以看出，在一个发射周期内，可切换激光光源以脉冲群的方式进行发射。在图8上图中，一个发射周期为10ms，相邻两个发射周期的起始发射时间相隔100ms，即以第一次脉冲发射时间为0s，则后续脉冲发射时间依次为100ms,200ms,300ms。。。由于扫描顺序是固定的，这种扫描方式可以保证每个有源区的发射间隔与脉冲群周期是相同的，并且多个有源区的发射间隔都相同，从而保证扫描的稳定性。图8下图中示出了一个发射周期，即一个脉冲群。一个脉冲群由多个单脉冲组成，并且具有固定的间隔。从图8下图中可以看出，一个脉冲群中有20个单脉冲，单脉冲持续时间1ns，相邻脉冲间隔500ns。

图9示出了一种激光投射器投射的光斑示意图。光束经过柱面透镜处理后，发射出的光斑呈特定的形状，如本实施例中的矩形。但是由于工艺及光学特性的原因，经柱面透镜出射的光斑并不能达到预期中的严格的矩形，而是在边缘处呈现逐渐扩散的形态。显然，在边缘处不均匀的光斑对于获得精确的结果是不利的。因此，本实施例中只取光斑较均匀的部分作为有效投射区域，而渐变区域视为无效投射区域。图9中方框内即为较均匀的区域，为有效区域。

图10示出了一种传感器启用区域示意图。传感器只启用部分区域，并且启动的区域与EEL阵列激光器启用的区域对应，以过滤掉无效投射区域的信号，保证接收信号的质量。将接收传感器划分为n个子区域；其中，n为所述有源区的个数；所述子区域与所述有源区一一对应；当所述有源区工作时，只有与其对应的所述子区域工作。子区域面积占接收传感器面积的比例与有源区面积占EEL阵列激光器面积的比例相同。从另一方面看，由于无效投射区域的存在，依次点亮的有源区不能是相邻的，以规避无效投射区域的杂光干扰。由于有源区与子区域是一一对应的，相邻的有源区对应的子区域也相邻，因此，激光投射器投射时，依次启用的有源区不相邻，以保护数据质量。

本发明实施例中还提供一种激光系统切换设备，包括处理器。存储器，其中存储有处理器的可执行指令。其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行的一种激光系统切换方法的步骤。

如上，本实施例利用多层次标定板图像对不同的运动体均可以提供合适的定位信息，通过对相机获得的多层次标定板图像识别最小层次定位信息，获得尽可能多的定位信息，从而实现对不同运动体的自适应定位，并且可以获得较高的精度。

所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“平台”。

图11是本发明实施例中的一种激光系统切换设备的结构示意图。下面参照图11来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备600。图11显示的电子设备600仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图11所示，电子设备600以通用计算设备的形式表现。电子设备600的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元610、至少一个存储单元620、连接不同平台组件(包括存储单元620和处理单元610)的总线630、显示单元640等。

其中，存储单元存储有程序代码，程序代码可以被处理单元610执行，使得处理单元610执行本说明书上述一种激光系统切换方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，处理单元610可以执行如图1中所示的步骤。

存储单元620可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)6201和/或高速缓存存储单元6202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)6203。

存储单元620还可以包括具有一组(至少一个)程序模块6205的程序/实用工具6204，这样的程序模块6205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线630可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

电子设备600也可以与一个或多个外部设备700(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备600交互的设备通信，和/或与使得该电子设备600能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口650进行。并且，电子设备600还可以通过网络适配器660与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器660可以通过总线630与电子设备600的其它模块通信。应当明白，尽管图11中未示出，可以结合电子设备600使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储平台等。

本发明实施例中还提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，程序被执行时实现的一种激光系统切换方法的步骤。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行本说明书上述一种激光系统切换方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。

如上所示，本实施例利用多层次标定板图像对不同的运动体均可以提供合适的定位信息，通过对相机获得的多层次标定板图像识别最小层次定位信息，获得尽可能多的定位信息，从而实现对不同运动体的自适应定位，并且可以获得较高的精度。

图12是本发明实施例中的计算机可读存储介质的结构示意图。参考图12所示，描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品800，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

本实施例利用多层次标定板图像对不同的运动体均可以提供合适的定位信息，通过对相机获得的多层次标定板图像识别最小层次定位信息，获得尽可能多的定位信息，从而实现对不同运动体的自适应定位，并且可以获得较高的精度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种激光系统切换方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：控制激光光源分区域按第一形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，并根据时间差获得第一深度；所述激光光源的区域与所述接收器的区域一一对应；

步骤S2：对不同区域获得的第一深度分别进行计算判断，如果所述第一深度大于第一阈值，则不改变当前状态；如果所述第一深度小于第一阈值，并且大于第二阈值，则执行步骤S3；如果所述第一深度小于第二阈值，则执行步骤S4；

步骤S3：将所述区域的发射顺序调至最末，并将发射出的脉冲激光调制为第二形态，以根据相位差获得第二深度；

步骤S4：将所述区域的发射顺序调至最末，将发射出的脉冲激光调制为第三形态，将所述区域对应的显示屏上显示预设图案，以根据视差获得第三深度。

2.一种激光系统切换方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S5：控制激光光源分区域按第二形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，并根据相位差获得第二深度；所述激光光源的区域与所述接收器的区域一一对应；

步骤S6：对不同区域获得的第二深度分别进行计算判断，如果所述第二深度大于第一阈值，则执行步骤S7；如果所述第二深度小于第一阈值，并且大于第二阈值，则不改变当前状态；如果所述第二深度小于第二阈值，则执行步骤S8；

步骤S7：将所述区域的发射顺序调至最前，并将发射出的脉冲激光调制为第一形态，以根据时间差获得第一深度；

步骤S8：将所述区域的发射顺序调至最末，将发射出的脉冲激光调制为第三形态，将所述区域对应的显示屏上显示预设图案，以根据视差获得第三深度。

3.一种激光系统切换方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S9：控制激光光源分区域按第三形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，将所述区域对应的显示屏上显示预设图案，并根据视差获得第三深度；所述激光光源的区域与所述接收器的区域一一对应；

步骤S10：对不同区域获得的第三深度分别进行计算判断，如果所述第三深度大于第一阈值，则执行步骤S11；如果所述第三深度小于第一阈值，并且大于第二阈值，则执行步骤S12；如果所述第三深度小于第二阈值，则不改变当前状态；

步骤S11：将所述区域的发射顺序调至最前，并将发射出的脉冲激光调制为第一形态，以根据时间差获得第一深度；

步骤S12：将发射出的脉冲激光调制为第二形态，以根据相位差获得第三深度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种激光系统切换方法，其特征在于，所述激光激光在第一形态下的发射时间小于在第二形态下的发射时间。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种激光系统切换方法，其特征在于，所述激光激光在第二形态下的发射时间小于在第三形态下的发射时间。

6.根据权利要求1-3任一项所述的一种激光系统切换方法，其特征在于，所述第二形态为脉冲调制激光。

7.根据权利要求1-3任一项所述的一种激光系统切换方法，其特征在于，所述第二形态为正弦调制激光。

8.一种激光系统切换系统，用于实现权利要求1至3中任一项所述的激光系统切换方法，其特征在于，包括：

第一发射模块，用于控制激光光源分区域按第一形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，并根据时间差获得第一深度；所述激光光源的区域与所述接收器的区域一一对应；

第二发射模块，用于控制激光光源分区域按第二形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，并根据相位差获得第二深度；

第三发射模块，用于控制激光光源分区域按第三形态发射脉冲激光，控制接收器分区域接收反射信号，将所述区域对应的显示屏上显示预设图案，以根据视差获得第三深度；

选择模块，用于对不同区域获得的深度数据分别进行判断，如果大于第一阈值，则由所述第一发射模块发射；如果小于第一阈值，并且大于第二阈值，则由所述第二发射模块发射；如果小于第二阈值，则由所述第三发射模块发射。

9.一种激光系统切换设备，其特征在于，包括：

处理器；

存储器，其中存储有所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1至3中任意一项所述激光系统切换方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，用于存储程序，其特征在于，所述程序被执行时实现权利要求1至3中任意一项所述激光系统切换方法的步骤。