一种点云投射方法及点云投射系统与流程

本申请涉及点云投射领域，具体涉及一种点云投射方法及点云投射系统。

背景技术：

1、在涉及三维成像/深度感测的各个领域中，通常多应用结构光技术或者tof(timeofflight,飞行时间)技术，先由发射端将光源阵列所发射光线复制为多份(由于每一份复制光所包含的光信号均可以转换为对应于整个光源阵列的点云数据，因此本申请中，将每一份复制光所包含的光信号记作复制点云)，并将所得的多份复制点云投射为光斑点阵(于是光斑点阵可以视为光源阵列的多份复制品)，然后由接收端对光斑点阵进行感测，由此得到具备深度信息的点云数据。

2、为了提高三维成像/深度感测的精度，一种可选的有效处理方式便是提高光斑点阵的光斑密度——光斑点阵的光斑密度越高，三维成像/深度感测的精度便越高。而相关技术所提供技术方案对于光斑密度的提升程度较为有限。

技术实现思路

1、本申请的一个目的在于提出一种点云投射方法及点云投射系统，本申请所提供点云投射方法通过提高设计自由度，使得稀疏光源阵列所发射光线的各份复制点云之间能够以更高的重叠层次相互重叠，由此能够显著提高重叠区域内的光斑密度。

2、根据本申请实施例的一方面，公开了一种点云投射方法，所述点云投射方法包括：

3、获取稀疏光源阵列的图样，并获取密集光斑点阵的图样；其中，所述稀疏光源阵列包括分别位于多个相邻区域的子光源阵列，各子光源阵列所包含子光源的数量处于同一数量级；在频域中，所述密集光斑点阵是以所述子光源阵列所对应的子光斑点阵为单位相互重叠得到的，并且，重叠区域内的光斑交错嵌合；

4、基于所述稀疏光源阵列的图样以及所述密集光斑点阵的图样，设计得到用于将所述稀疏光源阵列所发射光线复制投射为所述密集光斑点阵的点云投射透镜；

5、采用由所述稀疏光源阵列以及所述点云投射透镜共同构成的点云投射系统，进行点云投射。

6、在本申请的一示例性实施例中，获取稀疏光源阵列的图样，并获取密集光斑点阵的图样，包括：

7、基于所述密集光斑点阵的重叠区域内的光斑点阵的图样，将所述重叠区域内的光斑点阵划分为交错嵌合的多个子光斑点阵；

8、将共用所述重叠区域的边界的所述多个子光斑点阵分别作为一个图样卡片，并将各图样卡片进行平铺，使得所述各图样卡片互不重叠地相邻拼接，得到所述稀疏光源阵列的图样。

9、在本申请的一示例性实施例中，基于所述密集光斑点阵的图样，将所述密集光斑点阵划分为交错嵌合的多组子光斑点阵，包括：基于所述重叠区域内的光斑点阵的图样，随机地将所述重叠区域内的光斑点阵划分为所述多个子光斑点阵。

10、在本申请的一示例性实施例中，获取稀疏光源阵列的图样，并获取密集光斑点阵的图样，包括：

11、基于所述稀疏光源阵列的图样，将所述稀疏光源阵列划分为所述各子光源阵列；

12、以所述子光源阵列为单位，将所述各子光源阵列以相互嵌合的方式进行重叠，得到所述密集光斑点阵的图样。

13、在本申请的一示例性实施例中，所述稀疏光源阵列规则分布，所述密集光斑点阵规则分布。

14、在本申请的一示例性实施例中，所述稀疏光源阵列伪随机分布，所述密集光斑点阵伪随机分布。

15、在本申请的一示例性实施例中，所述点云投射方法还包括：为所述各子光源阵列分别配置独立的光源驱动装置。

16、在本申请的一示例性实施例中，所述点云投射方法还包括：

17、响应于投射多组目标图案的指令，获取匹配于各组目标图案的各组子光源阵列组合；

18、通过所述光源驱动装置，分时间段地控制所述各组子光源阵列组合在对应时间段开启，依次投射得到所述多组目标图案。

19、根据本申请实施例的一方面，公开了一种点云投射系统，所述点云投射系统采用如上述任一项方法实施例所提供的方法设计得到。

20、在本申请的一示例性实施例中，所述点云投射透镜为衍射光学元件或者超透镜。

21、根据本申请实施例的一方面，公开了一种点云投射装置，所述点云投射装置包括：

22、图样获取模块，配置为获取稀疏光源阵列的图样，并获取密集光斑点阵的图样；其中，所述稀疏光源阵列包括分别位于多个相邻区域的子光源阵列，各子光源阵列所包含子光源的数量处于同一数量级；在频域中，所述密集光斑点阵是以所述子光源阵列所对应的子光斑点阵为单位相互重叠得到的，并且，重叠区域内的光斑交错嵌合；

23、透镜设计模块，配置为基于所述稀疏光源阵列的图样以及所述密集光斑点阵的图样，设计得到用于将所述稀疏光源阵列所发射光线复制投射为所述密集光斑点阵的点云投射透镜；

24、点云投射模块，配置为采用由所述稀疏光源阵列以及所述点云投射透镜共同构成的点云投射系统，进行点云投射。

25、根据本申请实施例的一方面，公开了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现以上任一项方法实施例。

26、根据本申请实施例的一方面，公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使所述计算机执行以上任一项方法实施例。

27、本申请实施例中，由于在频域中，密集光斑点阵是以子光源阵列所对应的子光斑点阵为单位相互重叠得到的，因此点云投射透镜在将光源阵列所发射光线复制投射为密集光斑点阵时，光源阵列所发射光线的不同复制点云之间，是以其各自的局部为单位相互重叠的。可以理解的，相比于不同复制点云之间以自身为单位相互重叠，不同复制点云之间以其各自的局部为单位相互重叠时，设计的自由度更高。因此本申请实施例中，稀疏光源阵列所发射光线的各份复制点云之间能够以更高的重叠层次相互重叠，由此能够显著提高重叠区域内的光斑密度。

28、本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

29、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种点云投射方法，其特征在于，所述点云投射方法包括：

2.根据权利要求1所述的点云投射方法，其特征在于，获取稀疏光源阵列的图样，并获取密集光斑点阵的图样，包括：

3.根据权利要求2所述的点云投射方法，其特征在于，基于所述密集光斑点阵的图样，将所述密集光斑点阵划分为交错嵌合的多组子光斑点阵，包括：基于所述重叠区域内的光斑点阵的图样，随机地将所述重叠区域内的光斑点阵划分为所述多个子光斑点阵。

4.根据权利要求1所述的点云投射方法，其特征在于，获取稀疏光源阵列的图样，并获取密集光斑点阵的图样，包括：

5.根据权利要求1所述的点云投射方法，其特征在于，所述稀疏光源阵列规则分布，所述密集光斑点阵规则分布。

6.根据权利要求1所述的点云投射方法，其特征在于，所述稀疏光源阵列伪随机分布，所述密集光斑点阵伪随机分布。

7.根据权利要求1所述的点云投射方法，其特征在于，所述点云投射方法还包括：为所述各子光源阵列分别配置独立的光源驱动装置。

8.根据权利要求7所述的点云投射方法，其特征在于，所述点云投射方法还包括：

9.一种点云投射系统，其特征在于，所述点云投射系统采用如上述权利要求1-8任一项所述的方法设计得到。

10.根据权利要求9所述的点云投射系统，其特征在于，所述点云投射透镜为衍射光学元件或者超透镜。

技术总结本申请提供了一种点云投射方法及点云投射系统，本申请所提供点云投射方法包括：获取稀疏光源阵列的图样，并获取密集光斑点阵的图样；其中，稀疏光源阵列包括多个子光源阵列，各子光源阵列所包含子光源的数量处于同一数量级；在频域中，密集光斑点阵是以子光源阵列所对应的子光斑点阵为单位相互重叠得到的，重叠区域内的光斑交错嵌合；设计得到用于将稀疏光源阵列所发射光线复制投射为密集光斑点阵的点云投射透镜；采用点云投射系统，进行点云投射。本申请所提供方法通过提高设计自由度，使得稀疏光源阵列所发射光线的各份复制点云之间能够以更高的重叠层次相互重叠，由此能够显著提高重叠区域内的光斑密度。技术研发人员：陈建发,郝成龙,谭凤泽,朱健受保护的技术使用者：深圳迈塔兰斯科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11