WO2020216039A1 - 控制装置、摄像系统、移动体、控制方法以及程序 - Google Patents

控制装置、摄像系统、移动体、控制方法以及程序 Download PDF

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深圳市大疆创新科技有限公司
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    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules

Definitions

  • the amount of reflected light received by the TOF sensor varies according to the reflectance of the object measured by the TOF sensor. Therefore, the accuracy of the distance to the object measured by the TOF sensor may fluctuate.
  • the circuit may be configured as follows: acquiring image information of the region of interest in the image as image information, and determining the duration of the light receiving period based on the image information of the first region.
  • the circuit may be configured as follows: acquiring color information of the first region in the image as image information, and determining the duration of the light receiving period based on the color information.
  • Fig. 1 is an external perspective view of the camera system.
  • FIG. 5 is a flowchart showing one example of a process of determining the light receiving period of the TOF sensor.
  • the blocks can represent (1) the stages of the process of performing operations or (2) the "parts" of the device that perform operations. Specific stages and “parts” can be implemented by programmable circuits and/or processors.
  • Dedicated circuits may include digital and/or analog hardware circuits. May include integrated circuits (ICs) and/or discrete circuits.
  • the programmable circuit may include a reconfigurable hardware circuit.
  • Reconfigurable hardware circuits can include logical AND, logical OR, logical exclusive OR, logical NAND, logical NOR, and other logical operations, flip-flops, registers, field programmable gate array (FPGA), programmable logic array (PLA) ) And other memory components.
  • the supporting mechanism 200 also includes a base 204 for fixing the yaw axis driving mechanism 203.
  • the grip 300 is fixed to the base 204.
  • the holding part 300 includes an operation interface 301 and a display part 302.
  • the imaging device 100 is fixed to the pitch axis driving mechanism 202.
  • FIG. 2 is a diagram showing functional blocks of the imaging system 10.
  • the imaging device 100 includes an imaging control unit 110, an image sensor 120, a memory 130, a lens control unit 150, a lens drive unit 152, and a plurality of lenses 154.
  • the memory 130 may be a computer-readable storage medium, and may include at least one of flash memory such as SRAM, DRAM, EPROM, EEPROM, and USB memory.
  • the memory 130 stores programs and the like necessary for the imaging control unit 110 to control the image sensor 120 and the like.
  • the memory 130 may be provided inside the housing of the imaging device 100.
  • the grip 300 may include other memory for storing image data captured by the imaging device 100.
  • the holding part 300 may have a groove through which the storage can be detached from the housing of the holding part 300.
  • the operation modes include the following modes: each of the pitch axis driving mechanism 202 and the yaw axis driving mechanism 203 of the support mechanism 200 is operated so that the posture change of the imaging device 100 follows the posture change of the base 204 of the support mechanism 200.
  • the operation mode includes a mode in which only the yaw axis driving mechanism 203 is operated so that the posture change of the imaging device 100 follows the posture change of the base 204 of the support mechanism 200.
  • the TOF sensor 160 includes a light emitting unit 162, a light receiving unit 164, a light emitting control unit 166, a light receiving control unit 167, and a memory 168.
  • the light emitting part 162 includes at least one light emitting element 163.
  • the light-emitting element 163 is a device that repeatedly emits high-speed modulated pulsed light such as an LED or a laser.
  • the light emitting element 163 may emit infrared light pulse light.
  • the light emission control unit 166 controls the light emission of the light emitting element 163.
  • the light emission control section 166 can control the pulse width of the pulse light emitted from the light emitting element 163.
  • the wavelength of infrared light is above 750nm and below 950nm.
  • the light emitting part 162 emits light having at least one wavelength of 850 nm and 930 nm.
  • the light receiving unit 164 includes a plurality of light receiving elements 165.
  • the light receiving element 165 repeatedly receives reflected light of pulsed light from the object.
  • the light receiving control unit 167 controls the light receiving element 165 to receive light.
  • the light receiving control unit 167 measures the distance to the object based on the amount of reflected light repeatedly received by the light receiving element 165 during a preset light receiving period.
  • the light receiving control unit 167 can determine the phase difference between the pulsed light and the reflected light based on the amount of reflected light repeatedly received by the light receiving element 165 during the preset light receiving period, thereby measuring the distance to the object.
  • the light receiving element 165 may also receive sunlight, artificial light, etc. other than reflected light.
  • the memory 168 may be a computer-readable recording medium, and may include at least one of SRAM, DRAM, EPROM, and EEPROM.
  • the memory 168 stores a program required for the light emitting control unit 166 to control the light emitting unit 162, a program required for the light receiving control unit 167 to control the light receiving unit 164, and the like.
  • Fig. 3 is an example of a circuit configuration of a charge storage unit.
  • the charge storage unit includes a capacitor C1 and a capacitor C2 connected in parallel. One ends of the capacitor C1 and the capacitor C2 are grounded. The other ends of the capacitor C1 and the capacitor C2 are connected through a switch S1 and a switch S2 connected in series. The other end of the capacitor C1 is connected to one end of the switch S1. The other end of switch S1 is connected to one end of switch S2. The other end of the switch S2 is connected to the other end of the capacitor C2.
  • the anode of the diode D is connected between the switch S1 and the switch S2. The anode of the diode D is grounded.
  • the light-receiving control unit 167 controls the opening and closing of the switch S1 and the switch S2 to accumulate the electric charge converted by the photoelectric conversion element in the capacitor C1 or the capacitor C2.
  • the light receiving control section 167 may be based on the first quantity Q1 of the reflected light received by the light emitting element 163 repeatedly emitting pulsed light in the preset light receiving period Tr and the light receiving element 165 in the light receiving period Tr.
  • the second quantity Q2 of the reflected light received in each second time period T2 after the first time period T1 is used to measure the distance.
  • the light receiving element 165 may output the first signal as the first quantity Q1, the first signal showing a voltage value corresponding to the charge stored in the capacitor C1 in each first period T1 within the light receiving period T1.
  • the light receiving element 165 may output the second signal as the second quantity Q2, the second signal showing the voltage value corresponding to the charge stored in the capacitor C2 in each second period T2 within the light receiving period T2.
  • the TOF control unit 114 may determine the duration of the light receiving period Tr as the first light receiving period.
  • the TOF control unit 114 may determine the duration of the light receiving period Tr to be a second light receiving period longer than the first light receiving period .
  • the TOF control section 114 may determine the duration of the light-receiving period Tr to be shorter than The first duration is the second duration.
  • the TOF control section 114 may determine the duration of the light-receiving period Tr Is the third duration longer than the first duration.
  • the imaging device 100 is an imaging camera that captures a subject included in a desired imaging range.
  • the universal joint 50 rotatably supports the imaging device 100.
  • the universal joint 50 is an example of a supporting mechanism.
  • the universal joint 50 supports the imaging device 100 so that it can be rotated with the pitch axis using an actuator.
  • the universal joint 50 supports the camera device 100 so that it can also be rotated around the roll axis and the yaw axis using an actuator.
  • the gimbal 50 can change the posture of the camera device 100 by rotating the camera device 100 around at least one of the yaw axis, the pitch axis, and the roll axis.

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Abstract

由TOF传感器测量到对象物的距离的测量精度可能产生波动。提供一种控制装置，其可以包括反复发射脉冲光的发光元件和反复接收来自对象物的包含脉冲光的反射光在内的光的受光元件，并基于在预设受光时段受光元件反复接收的所述反射光的量来控制测距装置测量到对象物的距离。控制装置可包括以下构成的电路：获取基于由测距装置测量的距离来执行对焦控制的摄像装置拍摄的图像的图像信息，并基于图像信息来确定受光时段的时长。

Description

控制装置、摄像系统、移动体、控制方法以及程序 技术领域
本发明涉及一种控制装置、摄像系统、移动体、控制方法以及程序。
背景技术
专利文献1中公开了一种摄像装置，其基于从TOF(Time of Flight，飞行时间)系统接收的距离以及反射率来确定曝光水平。
背景技术文献：
[专利文献]
[专利文献1]日本专利文献特表2018-528633号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题：
根据TOF传感器测量的对象物的反射率不同，通过TOF传感器接收的反射光的量不同。因此，通过TOF传感器测量到对象物的距离的精度可能会产生波动。
用于解决技术问题的手段：
本发明的一个方面所涉及的控制装置可以包括反复发射脉冲光的发光元件和反复接收来自对象物的包括脉冲光的反射光在内的光的受光元件，并基于受光元件在预设受光时段反复接收的反射光的量来控制测距装置测量到对象物的距离。控制装置可包括如下构成的电路：获取基于测距装置测量的距离来执行对焦控制的摄像装置所拍摄的图像的图像信息，基于图像信息来确定受光时段的时长。
测距装置基于受光元件在受光时段内的从发光元件反复发出脉冲光的各个第一时段接收的反射光的第一量与受光元件在受光时段内的各个第一时段之后的各个第二时段接收的反射光的第二量来测量距离。
电路可构成如下：获取作为图像信息的图像的颜色信息，基于颜色信息来确定受光时段的时长。
电路可构成如下：获取作为图像信息的图像内感兴趣区域的图像信息，基于第一区域的图像信息来确定受光时段的时长。
电路可构成如下：获取作为图像信息的图像内第一区域的颜色信息，基于颜色信息来确定受光时段的时长。
电路可构成如下：当根据颜色信息确定的第一区域所包含的颜色的波长为第一波长时，将受光时段的时长确定为第一受光时段；当根据颜色信息确定的第一区域所包 含的颜色的波长为短于比第一波长的第二波长时，将受光时段的时长确定为长于第一受光时段的第二受光时段。
脉冲光可以为红外光。
电路可构成如下：进一步获取摄像装置的拍摄模式，基于拍摄模式来确定受光时段的时长。
电路可构成如下：基于图像信息，将受光时段的时长确定为第一时长，当受光元件在第一时长的受光时段接收的反射光的量达到预设的第一阈值时，将受光时段的时长确定为短于第一时长的第二时长。
电路可构成如下：当受光元件在第一时长的受光时段接收的反射光的量未达到小于第一阈值的预设第二阈值的情况下，将受光时段的时长确定为长于第一时长的第三时长。
本发明的一个方面所涉及的控制装置可以包括包括反复发射脉冲光的发光元件和反复接收来自对象物的包括脉冲光的反射光在内的光的受光元件，并基于受光元件在预设受光时段反复接收的反射光的量来控制测距装置测量到对象物的距离。控制装置可包括如下构成的电路：获取基于由测距装置测量的距离来执行对焦控制的摄像装置的拍摄模式，基于拍摄模式来确定受光时段的时长。
本发明的一个方面所涉及的摄像系统可包括上述控制装置、测距装置和摄像装置。
本发明一个方面所涉及的移动体可以包括上述摄像系统并进行移动。
本发明的一个方面所涉及的控制方法可以包括反复发射脉冲光的发光元件和反复接收来自对象物的包含脉冲光的反射光在内的光的受光元件，并基于受光元件在预设受光时段反复接收的反射光的量来控制测距装置测量到对象物的距离的控制方法。控制方法可包括获取基于测距装置所测量的距离来执行对焦控制的摄像装置所拍摄的图像的图像信息的阶段。控制方法可包括基于图像信息来确定受光时段时长的阶段。
本发明的一个方面所涉及的控制方法可以包括反复发射脉冲光的发光元件和反复接收来自对象物的包含脉冲光的反射光在内的光的受光元件，并基于受光元件在预设受光时段反复接收的反射光的量来控制测距装置测量到对象物的距离。控制方法可包括获取基于测距装置测量的距离来执行对焦控制的摄像装置的拍摄模式的阶段。控制方法可包括基于拍摄模式来确定受光时段的时长的阶段。
本发明的一个方面所涉及的程序可以是一种用于使计算机用作上述控制装置发挥作用的程序。
根据本发明的一个方面，可以抑制测距装置测量到对象物的距离的测量精度的波动。
此外，上述发明内容未列举本发明的必要的全部特征。此外，这些特征组的子组合也可以构成发明。
附图说明
图1是摄像系统的外观立体图。
图2是示出摄像系统的功能块的图。
图3是示出电荷蓄电部的电路构成的一个示例的图。
图4是示出受光部的时序图的一个示例的图。
图5是示出确定TOF传感器的受光时段的过程的一个示例的流程图。
图6是示出摄像系统的其他形态的外观立体图。
图7是示出无人飞行器及远程操作装置的外观的一个示例的图。
图8是示出硬件配置的一个示例的图。
符号说明：
10   摄像系统
100  摄像装置
110  摄像控制部
120  图像传感器
130  存储器
150  镜头控制部
152  镜头驱动部
154  镜头
160  TOF传感器
200  支撑机构
201  滚转轴驱动机构
202  俯仰轴驱动机构
203  偏航轴驱动机构
204  基部
210  姿势控制部
212  角速度传感器
214  加速度传感器
300  握持部
301  操作界面
302  显示部
400  智能手机
500  远程操作装置
1000 UAV
1200 计算机
1210 主机控制器
1212 CPU
1214 RAM
1220 输入/输出控制器
1222 通信接口
1230 ROM
1000 UAV
具体实施方式
以下，通过发明的实施方式来说明本发明，但是以下的实施方式并不限定权利要求书的发明。此外，实施方式中所说明的所有特征组合对于发明的解决方案未必是必须的。对本领域普通技术人员来说，显然可以对以下实施方式加以各种变更或改良。从权利要求书的描述显而易见的是，加以了这样的变更或改良的方式都可包含在本发明的技术范围之内。
权利要求书、说明书、说明书附图以及说明书摘要中包含作为著作权所保护对象的事项。任何人只要如专利局的文档或者记录所表示的那样进行这些文件的复制，著作权人不会提出异议。但是，在除此以外的情况下，保留一切的著作权。
本发明的各种实施方式可参照流程图及框图来描述，这里，方框可表示(1)执行操作的过程的阶段或者(2)具有执行操作的作用的装置的“部”。特定的阶段和“部”可以通过可编程电路和/或处理器来实现。专用电路可以包括数字和/或模拟硬件电路。可以包括集成电路(IC)和/或分立电路。可编程电路可以包括可重构硬件电路。可重构硬件电路可以包括逻辑与、逻辑或、逻辑异或、逻辑与非、逻辑或非、及其它逻辑操作、触发器、寄存器、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)等存储器元件等。
计算机可读介质可以包括可以对由适宜的设备执行的指令进行存储的任意有形设备。其结果是，其上存储有指令的计算机可读介质包括一种包括指令的产品，该指令可被执行以创建用于执行流程图或框图所指定的操作的手段。作为计算机可读介质的示例，可以包括电子存储介质、磁存储介质、光学存储介质、电磁存储介质、半导体存储介质等。作为计算机可读介质的更具体的示例，可以包括floppy(注册商标)disk、软磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或者闪存)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、静态随机存取存储器(SRAM)、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多用途光盘(DVD)、蓝光(注册商标)光盘、记忆棒、集成电路卡等。
计算机可读指令可以包括由一种或多种编程语言的任意组合描述的源代码或者目标代码中的任意一个。源代码或者目标代码包括传统的程序式编程语言。传统的程序式编程语言可以为汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、与机器相关的指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者Smalltalk(注册商标)、JAVA(注册商标)、C++等面向对象编程语言以及“C”编程语言或者类似的编程语言。计算机可读指令可以在本地或者经由局域网(LAN)、互联网等广域网(WAN)提供给通用计算机、专用计算机或者其它可编程数据处理装置的处理器或可编程电路。处理器或可编 程电路可以执行计算机可读指令，以创建用于执行流程图或框图所指定操作的手段。处理器的示例包括计算机处理器、处理单元、微处理器、数字信号处理器、控制器、微控制器等。
图1是本实施方式所涉及的摄像系统10的外观立体图的一个示例。摄像系统10包括摄像装置100、TOF传感器160、支撑机构200以及握持部300。支撑机构200使用致动器分别以滚转轴、俯仰轴、偏航轴为中心可旋转地支撑摄像装置100。支撑机构200可通过使摄像装置100以滚转轴、俯仰轴以及偏航轴中的至少一个为中心旋转，来变更或维持摄像装置100的姿势。支撑机构200包括滚转轴驱动机构201、俯仰轴驱动机构202和偏航轴驱动机构203。支撑机构200还包括固定偏航轴驱动机构203的基部204。握持部300固定于基部204。握持部300包括操作界面301以及显示部302。摄像装置100固定于俯仰轴驱动机构202。
操作界面301接受来自用户的操作摄像装置100及支撑机构200的指令。操作界面301可包括指示摄像装置100进行拍摄或者录像的快门/录像按钮。操作界面301可包括指示打开或者关闭摄像装置10的电源以及切换摄像装置100的静态图像拍摄模式或动画拍摄模式的电源/功能按钮。
显示部302可显示由摄像装置100拍摄的图像。显示部302可显示用于操作摄像装置100以及支撑机构200的菜单画面。显示部302可以是接受用于操作摄像装置100以及支撑机构200的指令的触屏显示器。
用户握持握持部300，通过摄像装置100拍摄静态图像或者动画。TOF传感器160测量到对象物的距离。摄像装置100基于由TOF传感器160测量的距离来调整聚焦镜头的位置，以此来执行对焦控制。
图2是示出摄像系统10的功能块的图。摄像装置100包括摄像控制部110、图像传感器120、存储器130、镜头控制部150、镜头驱动部152以及多个镜头154。
图像传感器120可以由CCD或CMOS构成。图像传感器120将通过多个镜头154成像的光学图像的图像数据输出至摄像控制部110。摄像控制部110可以由CPU或MPU等微处理器以及MCU等微控制器等构成。
摄像控制部110可以根据来自握持部300的摄像装置100的动作指令来控制摄像装置100。其包括图像处理部112以及TOF控制部114。图像处理部112通过对从图像传感器120输出的图像信号施行去马赛克处理来生成图像数据。图像处理部112将图像数据存储于存储器130。TOF控制部114控制TOF传感器160。摄像控制部110或者TOF控制部114是电路的一个示例。
存储器130可以为计算机可读存储介质，可以包含SRAM、DRAM、EPROM、EEPROM及USB存储器等闪存中的至少一个。存储器130存储摄像控制部110对图像传感器120等进行控制所需的程序等。存储器130可以设置于摄像装置100的壳体内部。握持部300可包括用于保存由摄像装置100拍摄的图像数据的其他存储器。握持部300可具有可从握持部300的壳体上拆卸存储器的槽。
多个镜头154可以起到变焦镜头(zoom lens)、可变焦距镜头(varifocal lens)及对焦镜头的作用。多个镜头154中的至少一部分或全部被配置为能够沿着光轴移动。镜头控制部150按照来自摄像控制部110的镜头控制指令来驱动镜头驱动部152，使一个或者多个镜头154沿光轴方向移动。镜头控制指令例如为变焦控制指令及对焦控制指令。镜头驱动部152可包括使多个镜头154的至少一部分或全部沿光轴方向移动的音圈电机(VCM)。镜头驱动部152可包括DC电机、空心杯电机或超声波电机等电动机。镜头驱动部152可将来自电动机的动力经由凸轮环、导轴等的机构部件传递给多个镜头154的至少一部分或全部，使多个镜头154的至少一部分或全部沿光轴移动。
摄像装置100还包括姿势控制部210、角速度传感器212以及加速度传感器214。角速度传感器212检测摄像装置100的角速度。角速度传感器212检测摄像装置100分别围绕滚转轴、俯仰轴以及偏航轴的各个角速度。姿势控制部210获取于来自角速度传感器212的与摄像装置100的角速度相关的角速度信息。角速度信息可示出摄像装置100分别围绕滚转轴、俯仰轴以及偏航轴的各个角速度。姿势控制部210可获取来自加速度传感器214的与摄像装置100的加速度相关的加速度信息。加速度信息也可表示摄像装置100在滚转轴、俯仰轴以及偏航轴的各个方向的加速度。
角速度传感器212以及加速度传感器214可设置于容纳图像传感器120以及镜头154等的壳体内。在本实施方式中，对摄像装置100和支撑机构200一体构成的形态进行说明。但是，支撑机构200可包括可拆装地固定摄像装置100的基座。在该情况下，角速度传感器212以及加速度传感器214可设置于基座等摄像装置100的壳体外。
姿势控制部210基于角速度信息及加速度信息来控制支撑机构200，以维持或改变摄像装置100的姿势。姿势控制部210按照用于控制摄像装置100的姿势的支撑机构200的动作模式来控制支撑机构200，以维持或改变摄像装置100的姿势。
动作模式包括以下模式：使支撑机构200的滚转轴驱动机构201、俯仰轴驱动机构202以及偏航轴驱动机构203中的至少一个动作，以使摄像装置100的姿势变化跟随支撑机构200的基部204的姿势变化。动作模式包括以下模式：使支撑机构200的滚转轴驱动机构201、俯仰轴驱动机构202以及偏航轴驱动机构203各自动作，以使摄像装置100的姿势变化跟随支撑机构200的基部204的姿势变化。动作模式包括以下模式：使支撑机构200的俯仰轴驱动机构202以及偏航轴驱动机构203各自动作，以使摄像装置100的姿势变化跟随支撑机构200的基部204的姿势变化。动作模式包括以下模式：仅使偏航轴驱动机构203动作，以使摄像装置100的姿势变化跟随支撑机构200的基部204的姿势变化。
动作模式可包括以下模式：使支撑机构200动作以使摄像装置100的姿势变化跟随支撑机构200的基部204的姿势变化的FPV(First Person View，第一人称主视角)模式以及使支撑机构200动作以维持摄像装置100的姿势的固定模式。
FPV模式是为使摄像装置100的姿势变化跟随支撑机构200的基部204的姿势变化，而使滚转轴驱动机构201、俯仰轴驱动机构202以及偏航轴驱动机构203中的至少一个动作的模式。固定模式是为维持摄像装置100的当前姿势，而使滚转轴驱动机构201、俯仰轴驱动机构202以及偏航轴驱动机构中203中的至少一个动作的模式。
TOF传感器160包括发光部162、受光部164、发光控制部166、受光控制部167以及存储器168。发光部162包含至少一个发光元件163。发光元件163是反复发射LED或者激光等的已高速调制的脉冲光的设备。发光元件163可发射红外光脉冲光。发光控制部166控制发光元件163的发光。发光控制部166可控制从发光元件163发射的脉冲光的脉冲宽度。红外光的波长在750nm以上950nm以下。发光部162发射具有850nm以及930nm的至少一个波长的光。
受光部164包括多个受光元件165。受光元件165反复接收来自对象物的脉冲光的反射光。受光控制部167控制受光元件165接收光。受光控制部167基于在预设受光时段受光元件165反复接收的反射光的量来测量到对象物的距离。受光控制部167可基于在预设受光时段受光元件165反复接收的反射光的量，确定脉冲光和反射光之间的相位差，以此来测量到对象物的距离。受光元件165有时也接收反射光以外的太阳光、人工光等。
存储器168可以为计算机可读记录介质，可以包括SRAM、DRAM、EPROM以及EEPROM中的至少一个。存储器168存储发光控制部166控制发光部162所需要的程序以及受光控制部167控制受光部164所需要的程序等。
受光元件165可包括光电转换元件以及电荷蓄电部。光电转换元件一旦接收来自对象物的脉冲光的反射光，则转换为与接收的反射光的量相应的电荷。电荷蓄电部包括多个电容器以及在多个电容器中对储存从光电转换元件输出的电荷的电容器进行切换的开关。
图3是电荷蓄电部的电路构成的一个示例。电荷蓄电部包括并联的电容器C1和电容器C2。电容器C1以及电容器C2的一端接地。电容器C1以及电容器C2的另一端通过串联的开关S1以及开关S2连接。电容器C1的另一端连接开关S1的一端。开关S1的另一端连接开关S2的一端。开关S2的另一端连接电容器C2的另一端。开关S1和开关S2之间连接二极管D的阳极。二极管D的阳极接地。受光控制部167通过控制开关S1以及开关S2的开闭，将光电转换元件上转换的电荷储存于电容器C1或者电容器C2。
图4是受光部164的时序图的一个示例。To是示出脉冲光的脉冲宽度。Td是示出脉冲光和反射光之间的相位差。
受光控制部167可基于受光元件165在预设受光时段Tr内的发光元件163反复发射脉冲光的各个第一时段T1接收的反射光的第一量Q1和受光元件165在受光时段Tr内的各个第一时段T1之后的各个第二时段T2接收的反射光的第二量Q2，来测量距离。受光元件165可将第一信号作为第一量Q1进行输出，该第一信号示出与在受 光时段T1内的各个第一时段T1储存于电容器C1的电荷对应的电压值。受光元件165可将第二信号作为第二量Q2进行输出，该第二信号示出于在受光时段T2内的各个第二时段T2储存于电容器C2的电荷对应的电压值。
受光控制部167可按照式(1)来测量到对象物的距离L。
【式1】
L＝1/2×c×Td＝1/2×c×{Q2/(Q1+Q2)}×To
如上所述，受光控制部167可以基于与电容器C1以及电容器C2所储存的电荷对应的电压值来导出距离L。但是，根据对象物不同，脉冲光的反射率不同，因此电容器C1以及电容器C2所储存的电荷的大小也不同。例如，对象物的颜色不同，则对象物的反射率不同。由于脉冲光是红外光，在对象物的颜色是白色的情况下，对象物的反射率高。另一方面，脉冲光是红外光，则在对象物的颜色是黑色的情况下，对象物的反射率就低。因此，根据对象物的颜色不同，存在受光时段Tr过长，储存于电容器C1或者电容器C2的电荷饱和的可能。或者，根据对象物的颜色不同，存在受光时段Tr过短，储存于电容器C1或者电容器C2的电荷过少的可能。这样一来，根据对象物颜色不同，存在储存于电容器C1或者电容器C2的电荷量并不适当，受光控制部167无法精确测量距离L的可能。
因此，TOF控制部114根据对象物的种类来确定TOF传感器的160受光时段T1。TOF控制部114可获取摄像装置100所拍摄的图像的图像信息，基于图像信息来确定受光时段Tr的时长。TOF控制部114可获取作为图像信息的图像的颜色信息，基于颜色信息来确定受光时段Tr的时长。TOF控制部114将已确定的受光时段Tr的时长通知受光控制部167。受光控制部167在由TOF控制部114提供的时长的受光时段Tr内，测量对象物的距离。由TOF控制部114提供的受光时段Tr的信息可存储于存储器168内。TOF控制部114可获取作为图像信息的图像的亮度信息，基于亮度信息来确定受光时段Tr的时长。
TOF控制部114可获取作为图像信息的图像内感兴趣区域(ROI)的图像信息，基于感兴趣区域的图像信息来确定受光时段Tr的时长。感兴趣区域是第一区域的一个示例。TOF控制部114可获取作为图像信息的图像内的感兴趣区域的颜色信息，并基于颜色信息来确定受光时段的时长。感兴趣区域可以是摄像装置100摄像的图像内的包含由用户借助显示部302选出的对象的区域(跟踪区域)。感兴趣区域可以是摄像装置100摄像的图像内的包含由摄像控制部110检测出的面部的面部区域之类的包含满足预设条件的对象的区域。感兴趣区域可以是摄像装置100摄像的图像内的包含最近的对象的区域。
当由颜色信息确定的感兴趣区域所包含的颜色的波长为第一波长时，TOF控制部114可将受光时段Tr的时长确定为第一受光时段。当由颜色信息确定的感兴趣区域所包含的颜色的波长为短于第一波长的第二波长时，TOF控制部114可将受光时段Tr的时长确定为长于第一受光时段的第二受光时段。
TOF控制部114可按照颜色信息和受光时段Tr时长的预设对应关系来确定受光时段Tr的时长。颜色信息可以为RGB值。TOF控制部114可根据示出RGB值和受光时段Tr时长的对应关系的函数来确定受光时段Tr的时长。
TOF控制部114可进一步获取摄像装置100的拍摄模式，并基于拍摄模式来确定受光时段Tr的时长。TOF控制部114可基于拍摄模式确定的拍摄的对象物的颜色信息来确定受光时段Tr的时长。TOF控制部114可基于摄像装置100摄像的图像的颜色信息和拍摄模式确定的拍摄的对象物的颜色信息来确定受光时段Tr的时长。例如，TOF控制部114可基于由摄像装置100摄像的图像所确定的RGB值以及拍摄模式所确定的拍摄对象物的RGB值来确定确定受光时段Tr的时长。TOF控制部114可基于由摄像装置100摄像的图像所确定的RGB值以及拍摄模式所确定的拍摄对象物的RGB值的平均值来确定确定受光时段Tr的时长。TOF控制部114可基于对由摄像装置100摄像的图像所确定的RGB值以及拍摄模式所确定的拍摄对象物的RGB值分别进行预设加权而导出的RGB值来确定受光时段Tr的时长。TOF控制部114可仅基于摄像装置100的拍摄模式来确定受光时段Tr的时长。
即使对象物的颜色相同，如果到TOF传感器160的距离不同，则受光元件165接收的反射光的量有时也会不同。因此，基于TOF控制部114的颜色信息确定的受光时段Tr的时长有时也会不合适。
因此，当受光元件165在基于图像信息确定的第一时长的受光时段Tr内接收的反射光的量达到预设的第一阈值时，TOF控制部114可将受光时段Tr的时长确定为短于第一时长的第二时长。当受光元件165在基于图像信息确定第一时长的受光时段Tr内接收的反射光的量未达到小于第一阈值的预设的第二阈值时，TOF控制部114可将受光时段Tr的时长确定为长于第一时长的第三时长。当与电容器C1或者电容器C2储存的电荷对应的电压值达到预设的第一阈值时，TOF控制部114可将受光时段Tr的时长确定为短于第一时长的第二时长。当与电容器C1或者电容器C2储存的电荷对应的电压值未达到预设的第二阈值时，TOF控制部114可将受光时段Tr的时长确定为长于第一时长的第三时长。
图5是示出确定TOF传感器160的受光时段的过程的一个示例的流程图。
摄像控制部110从由图像传感器120摄像的图像中获取被摄体信息(S100)。摄像控制部110基于被摄体信息来判断是否设置了面部/跟踪区域(S102)。如设置了面部/跟踪区域，则摄像控制部110将面部/跟踪区域设置为ROI(S104)。如未设置定面部/跟踪区域，则摄像控制部110将图像的全部区域设置为ROI(S106)。“/”表示至少一个的意思。记载为A/B的情况下，表示A及B中至少一个的意思。
TOF控制部114从由图像传感器120拍摄的图像的ROI获取颜色信息(S108)。TOF控制部114基于颜色信息来确定TOF传感器160的受光时段Tr(S110)。如在图像内的多个区域，则TOF控制部114可获取多个区域的各自的RGB值，基于最高的RGB值来确定受光时段Tr。如在图像内的全部区域，则TOF控制部114可将图像分 割为多个区块，例如，分割为9个区块，获取每个区块的RGB值。TOF控制部114可基于在多个区块各自的RGB值中最高的RGB值来确定受光时段Tr。例如，TOF控制部114在ROI内的对象物的颜色是白色的情况下，确定受光时段Tr为100ms。TOF控制部114在ROI内的对象物的颜色是黑色的情况下，确定受光时段Tr为1000ms。
TOF控制部114将已确定的受光时段Tr提供给TOF传感器160。TOF传感器160按照提供的受光时段Tr执行测量对象物的距离。TOF控制部114从TOF传感器160获取示出受光元件165在受光时段Tr接收的反射光的量的输出信号(S112)。TOF控制部114可获取示出受光元件165在受光时段Tr内的各个第一时段T1接收的反射光的第一量Q1和受光元件165在受光时段Tr内的各个第二时段T2接收的反射光的第二量Q2的输出信号。
TOF控制部114判断ROI的输出信号是否为最合适(S114)。TOF控制部114可判断与ROI对应的与受光元件165在各个第一时段T1内接收的反射光的第一量Q1对应的电压值或者与在各自的第二时段T2内接收的反射光的第二量Q2对应的电压值是否达到第一阈值或是否未达到第二阈值。在各个电压值包含于第二阈值和第一阈值之间的情况下，TOF控制部114判断ROI的输出信号为最合适。另一方面，在任一电压值达到第一阈值或是未达到第二阈值的情况下，TOF控制部114判断ROI的输出信号为非最合适。
当ROI的输出信号为非合适时，TOF控制部114变更TOF传感器160的受光时段Tr(S116)。当任一电压值达到第一阈值时，TOF控制部114判断电容器C1或者电容器C2达到饱和，将受光时段Tr变更为短于当前的时长。例如，TOF控制部114可将受光时段Tr的时长变更为一半。当任一电压值未达到第二阈值时，TOF控制部114判断电容器C1或电容器C2储存的电荷较少，将受光时段Tr变更为长于当前的时长。
根据本实施方式所涉及的摄像系统10，由对象物的颜色或者亮度等的图像信息确定的特性不同，对象物的反射率不同，以此可以防止TOF传感器160测量精度降低。从而，摄像装置100基于TOF传感器160测量的到对象物的距离，能够精准地执行对焦控制。
图6是示出摄像系统10的其他形态的外观立体图的一个示例。如图6所示，可在将包括智能手机400等显示器的移动终端固定于握持部300的侧旁的状态下，使用摄像系统10。
上述摄像装置100可以搭载于移动体上。摄像装置100还可以搭载于如图7所示的无人驾驶航空器(UAV)上。UAV1000可以包括UAV主体20、万向节50、多个摄像装置60以及摄像装置100。万向节50及摄像装置100为摄像系统的一个示例。UAV1000为由推进部推进的移动体的一个示例。移动体的概念是指除UAV之外，包括在空中移动的飞机等飞行体、在地面上移动的车辆、在水上移动的船舶等。
UAV主体20包括多个旋翼。多个旋翼为推进部的一个示例。UAV主体20通过控制多个旋翼的旋转而使UAV1000飞行。UAV本体20例如采用4个旋转翼，使 UAV1000飞行。旋翼的数量不限于四个。另外，UAV1000也可以是没有旋翼的固定翼机。
摄像装置100是为对包含在所期望的摄像范围内的被摄体进行摄像的摄像用相机。万向节50可旋转地支撑摄像装置100。万向节50为支撑机构的一个示例。例如，万向节50支撑摄像装置100，使其能够使用致动器而以俯仰轴旋转。万向节50支撑摄像装置100，使其还能够使用致动器而分别以滚转轴和偏航轴为中心旋转。万向节50可通过使摄像装置100以偏航轴、俯仰轴以及滚转轴中的至少一个为中心旋转，来改变摄像装置100的姿势。
多个摄像装置60是为了控制UAV1000的飞行而对UAV1000的周围进行摄像的传感用相机。两个摄像装置60可以设置于UAV1000的机头、即正面。并且，其它两个摄像装置60可以设置于UAV1000的底面。正面侧的两个摄像装置60可以成对，起到所谓的立体相机的作用。底面侧的两个摄像装置60也可以成对，起到立体相机的作用。可以基于由多个摄像装置60所拍摄的图像来生成UAV1000周围的三维空间数据。UAV1000所包括的摄像装置60的数量不限于四个。UAV1000包括至少一个摄像装置60即可。UAV1000也可以在UAV1000的机头、机尾、侧面、底面及顶面分别包括至少一个摄像装置60。摄像装置60中可设定的视角可大于摄像装置100中可设定的视角。摄像装置60也可以具有单焦点镜头或鱼眼镜头。
远程操作装置500与UAV1000通信，对UAV1000进行远程操作。远程操作装置500可以与UAV1000进行无线通信。远程操作装置500向UAV1000发送表示上升、下降、加速、减速、前进、后退、旋转等与UAV1000的移动有关的各种指令的指示信息。指示信息包括例如使UAV1000的高度上升的指示信息。指示信息可以表示UAV1000应该位于的高度。UAV1000进行移动，以位于从远程操作装置500接收的指示信息所表示的高度。指示信息可以包括使UAV1000上升的上升指令。UAV1000在接受上升指令的期间上升。在UAV1000的高度已达到上限高度时，即使接受上升指令，也可以限制UAV1000上升。
图8示出可全部或部分地体现本发明的多个方面的计算机1200的一个示例。安装在计算机1200上的程序能够使计算机1200作为与本发明的实施方式所涉及的装置相关联的操作或者该装置的一个或多个“部”而起作用。或者，该程序能够使计算机1200执行该操作或者该一个或多个“部”。该程序能够使计算机1200执行本发明的实施方式所涉及的过程或者该过程的阶段。这种程序可以由CPU1212执行，以使计算机1200执行与本说明书所述的流程图及框图中的一些或者全部方框相关联的指定操作。
本实施方式的计算机1200包括CPU1212以及RAM1214，它们通过主机控制器1210相互连接。计算机1200还包括通信接口1222、输入/输出单元，它们通过输入/输出控制器1220与主机控制器1210连接。计算机1200还包括ROM1230。CPU1212按照ROM1230及RAM1214内存储的程序而动作，从而控制各单元。
通信接口1222通过网络与其他电子装置通信。硬盘驱动器可以存储计算机1200内的CPU1212所使用的程序及数据。ROM1230在其中存储运行时由计算机1200执行的引导程序等、和/或依赖于计算机1200的硬件的程序。程序通过CR-ROM、USB存储器或IC卡之类的计算机可读记录介质或者网络来提供。程序安装在也作为计算机可读记录介质的示例的RAM1214或ROM1230中，并通过CPU1212执行。这些程序中记述的信息处理由计算机1200读取，并引起程序与上述各种类型的硬件资源之间的协作。可以通过根据计算机1200的使用而实现信息的操作或者处理来构成装置或方法。
例如，当在计算机1200和外部装置之间执行通信时，CPU1212可执行加载在RAM1214中的通信程序，并且基于通信程序中描述的处理，命令通信接口1222进行通信处理。通信接口1222在CPU1212的控制下，读取存储在RAM1214或USB存储器之类的记录介质内提供的发送缓冲区中的发送数据，并将读取的发送数据发送到网络，或者将从网络接收的接收数据写入记录介质内提供的接收缓冲区等中。
此外，CPU1212可以使RAM1214读取USB存储器等外部记录介质所存储的文件或数据库的全部或者需要的部分，并对RAM1214上的数据执行各种类型的处理。接着，CPU1212可以将处理过的数据写回到外部记录介质中。
可以将各种类型的程序、数据、表格及数据库之类的各种类型的信息存储在记录介质中，并接受信息处理。对于从RAM1214读取的数据，CPU1212可执行在本公开的各处描述的、包括由程序的指令序列指定的各种类型的操作、信息处理、条件判断、条件转移、无条件转移、信息的检索/替换等各种类型的处理，并将结果写回到RAM1214中。此外，CPU1212可以检索记录介质内的文件、数据库等中的信息。例如，在记录介质中存储具有分别与第二属性的属性值相关联的第一属性的属性值的多个条目时，CPU1212可以从该多个条目中检索出与指定第一属性的属性值的条件相匹配的条目，并读取该条目内存储的第二属性的属性值，从而获取与满足预设条件的第一属性相关联的第二属性的属性值。
以上描述的程序或者软件模块可以存储在计算机1200上或者计算机1200附近的计算机可读存储介质上。另外，连接到专用通信网络或因特网的服务器系统中提供的诸如硬盘或RAM之类的记录介质可以用作计算机可读存储介质，从而可以经由网络将程序提供给计算机1200。
以上使用实施方式对本发明进行了说明，但是本发明的技术范围并不限于上述实施方式所描述的范围。对本领域普通技术人员来说，显然可对上述实施方式加以各种变更或改良。从权利要求书的描述显而易见的是，加以了这样的变更或改良的方式都可包含在本发明的技术范围之内。
应该注意的是，权利要求书、说明书以及说明书附图中所示的装置、系统、程序以及方法中的动作、顺序、步骤以及阶段等各项处理的执行顺序，只要没有特别明示“在...之前”、“事先”等，且只要前面处理的输出并不用在后面的处理中，则可以 任意顺序实现。关于权利要求书、说明书以及说明书附图中的操作流程，为方便起见而使用“首先”、“接着”等进行了说明，但并不意味着必须按照这样的顺序实施。

Claims (16)

  1. 一种控制装置，其包括反复发射脉冲光的发光元件和反复接收来自对象物的包含所述脉冲光的反射光在内的光的受光元件，并基于所述受光元件在预设受光时段反复接收所述反射光的量来控制测距装置测量到所述对象物的距离，其特征在于，包括以下构成的电路：
    获取基于所述测距装置测量的所述距离来执行对焦控制的摄像装置所拍摄的图像的图像信息；
    基于所述图像信息来确定所述受光时段的时长。
  2. 根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述测距装置基于所述受光元件在所述受光时段内的从所述发光元件反复发出所述脉冲光的各个第一时段接收的所述反射光的第一量与所述受光元件在所述受光时段内的各个所述第一时段之后的各个第二时段接收的所述反射光的第二量来测量所述距离。
  3. 根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述电路构成如下：
    获取作为所述图像信息的所述图像的颜色信息；
    基于所述颜色信息来确定所述受光时段的时长。
  4. 根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述电路构成如下：
    获取作为所述图像信息的所述图像内的第一区域的图像信息；
    基于所述第一区域的所述图像信息来确定所述受光时段的时长。
  5. 根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述电路构成如下：
    获取作为所述图像信息的所述图像内的第一区域的颜色信息；
    基于所述颜色信息来确定所述受光时段的时长。
  6. 根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述电路构成如下：
    当根据所述颜色信息确定的所述第一区域所包含的颜色的波长为第一波长时，将所述受光时段的时长确定为第一受光时段；
    当根据所述颜色信息确定的所述第一区域所包含的颜色的波长为短于第一波长的第二波长时，将所述受光时段的时长确定为长于所述第一受光时段的第二受光时段。
  7. 根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述脉冲光为红外光。
  8. 根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述电路构成如下：
    进一步获取所述摄像装置的拍摄模式；
    基于所述拍摄模式来确定所述受光时段的时长。
  9. 根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述电路构成如下：
    基于所述图像信息，将所述受光时段的时长确定为第一时长；
    当所述受光元件在所述第一时长的所述受光时段接收的所述反射光的量达到预设第一阈值时，将所述受光时段的时长确定为短于所述第一时长的第二时长。
  10. 根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述电路构成如下：当所述受光元件在所述第一时长的所述受光时段接收的所述反射光的量未达到小于所述第一阈值的预设第二阈值时，将所述受光时段的时长确定为长于所述第一时长的第三时长。
  11. 一种控制装置，其包括反复发射脉冲光的发光元件和反复接收来自对象物的包含所述脉冲光的反射光在内的光的受光元件，并基于所述受光元件在预设受光时段反复接收所述反射光的量来控制测距装置测量到所述对象物的距离，其特征在于，包括如下构成的电路：
    获取基于由所述测距装置测量的所述距离来执行对焦控制的摄像装置的拍摄模式；
    基于所述拍摄模式来确定所述受光时段的时长。
  12. 一种摄像系统，其特征在于，包括：根据权利要求1至11中任意一项所述的控制装置；
    所述测距装置；以及
    所述摄像装置。
  13. 一种移动体，其特征在于，包括根据权利要求12所述的摄像系统并进行移动。
  14. 一种控制方法，其包括反复发射脉冲光的发光元件和反复接收来自对象物的包含所述脉冲光的反射光在内的光的受光元件，并基于所述受光元件在预设受光时段反复接收的所述反射光的量来控制测距装置测量到所述对象物的距离，其特征在于，包括：
    获取基于由所述测距装置测量的所述距离来执行对焦控制的摄像装置所拍摄的图像的图像信息的阶段；以及
    基于所述图像信息来确定所述受光时段的时长的阶段。
  15. 一种控制方法，其包括反复发射脉冲光的发光元件和反复接收来自对象物的包含所述脉冲光的反射光在内的光的受光元件，并基于所述受光元件在预设受光时段反复接收的所述反射光的量来控制测距装置测量到所述对象物的距离，其特征在于，包括：
    获取基于由所述测距装置测量的所述距离来执行对焦控制的摄像装置的拍摄模式的阶段；以及
    基于所述拍摄模式来确定所述受光时段的时长的阶段。
  16. 一种程序，其特征在于，用于使计算机用作权利要求1至11中任意一项所述的控制装置而发挥功能。
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