光學(xué)測距方法與光學(xué)測距系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光學(xué)測距方法包含：基于一探測光線取得復(fù)數(shù)個(gè)感測數(shù)值；進(jìn)行一篩選操作以自該復(fù)數(shù)個(gè)感測數(shù)值中選出復(fù)數(shù)個(gè)篩選后感測數(shù)值；根據(jù)該些篩選后感測數(shù)值來決定一重心位置；以及根據(jù)該重心位置與分別對(duì)應(yīng)于復(fù)數(shù)個(gè)偵測點(diǎn)的復(fù)數(shù)個(gè)深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)來計(jì)算對(duì)應(yīng)于復(fù)數(shù)個(gè)偵測點(diǎn)的復(fù)數(shù)個(gè)深度信息。本發(fā)明還公開了一種與上述光學(xué)測距方法對(duì)應(yīng)的光學(xué)測試系統(tǒng)。本發(fā)明提供一種低儲(chǔ)存裝置需求與低硬件資源需求的深度信息演算方法，并可由少數(shù)個(gè)偵測點(diǎn)的重心位置，計(jì)算出多個(gè)偵測點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的深度信息。另外，本發(fā)明也透過感測數(shù)值的篩選，來改善感測數(shù)值的可靠度，從而提升深度信息計(jì)算的準(zhǔn)確度。
【專利說明】
光學(xué)測距方法與光學(xué)測距系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明系關(guān)于光學(xué)測距，尤指一種具備感測數(shù)值篩選機(jī)制與低硬件資源需求的光學(xué)測距系統(tǒng)與其相關(guān)光學(xué)測距方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的測距系統(tǒng)捕捉光線遇到障礙物時(shí)的反射，并分析反射產(chǎn)生的位置，來決定測距系統(tǒng)與障礙物之間的距離，或者是說障礙物的深度。這是透過三角測距(triangulat1n)的數(shù)學(xué)方法，根據(jù)反射產(chǎn)生的位置去計(jì)算出障礙物的深度信息。在現(xiàn)今的應(yīng)用中，光源往往是線光源而非是點(diǎn)光源，這樣的好處是可以一次得到障礙物上多個(gè)點(diǎn)的深度信息，加速測距的進(jìn)行。然而，由于測距系統(tǒng)在進(jìn)行深度信息計(jì)算時(shí)，通常是根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)與量測數(shù)據(jù)來進(jìn)行，障礙物上不同點(diǎn)的深度信息，需要搭配不同的預(yù)設(shè)參數(shù)來進(jìn)行計(jì)算，如此一來，測距系統(tǒng)需要大量的儲(chǔ)存裝置來記錄對(duì)應(yīng)于不同偵測點(diǎn)的預(yù)設(shè)參數(shù)，以及大量的硬件運(yùn)算資源來根據(jù)默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明之一目的在于提供一種低儲(chǔ)存裝置需求與低硬件資源需求的深度信息演算方法，并可由少數(shù)個(gè)偵測點(diǎn)的重心位置，計(jì)算出多個(gè)偵測點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的深度信息。另外，本發(fā)明也透過感測數(shù)值的篩選，來改善感測數(shù)值的可靠度，從而提升深度信息計(jì)算的準(zhǔn)確度。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種光學(xué)測距方法，包含:基于一探測光線取得復(fù)數(shù)個(gè)感測數(shù)值；進(jìn)行一篩選操作以自該復(fù)數(shù)個(gè)感測數(shù)值中選出復(fù)數(shù)個(gè)篩選后感測數(shù)值；根據(jù)該些篩選后感測數(shù)值來決定一重心位置；以及根據(jù)該重心位置與分別對(duì)應(yīng)于復(fù)數(shù)個(gè)偵測點(diǎn)的復(fù)數(shù)個(gè)深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)來計(jì)算出分別對(duì)應(yīng)于復(fù)數(shù)個(gè)偵測點(diǎn)的復(fù)數(shù)個(gè)深度信息，其中該些深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)基于復(fù)數(shù)個(gè)特定深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)而被決定。
[0005]優(yōu)選地，進(jìn)行該篩選操作的步驟包含:根據(jù)該感測數(shù)值在一感測畫面中的相對(duì)位置，其特征在于，自一特定范圍內(nèi)的感測數(shù)值來選出該些篩選后感測數(shù)值。
[0006]優(yōu)選地，該些感測數(shù)值包含有復(fù)數(shù)個(gè)列的感測數(shù)值，以及進(jìn)行該篩選操作的步驟包含:設(shè)定每一列的感測數(shù)值之一臨界值，并且將該些感測數(shù)值與所在列的該臨界值進(jìn)行比較來選出該些篩選后感測數(shù)值。
[0007]優(yōu)選地，設(shè)定該臨界值的步驟包含:計(jì)算該列的感測數(shù)值中的一最大值；計(jì)算該列的感測數(shù)值的一平均值；以及依據(jù)該最大值與該平均值之平均來設(shè)定該臨界值。
[0008]優(yōu)選地，該些感測數(shù)值包含復(fù)數(shù)個(gè)列的感測數(shù)值，以及進(jìn)行該篩選操作的步驟包含:設(shè)定每一列的感測數(shù)值之一信賴水平，并將該信賴水平與一最低信賴水平比較，選出該些篩選后感測數(shù)值。
[0009]優(yōu)選地，設(shè)定該信賴水平的步驟包含:計(jì)算該列的感測數(shù)值中大于一臨界值的感測數(shù)值的一總和值；計(jì)算該列的感測數(shù)值中低于該臨界值的感測數(shù)值的一平均值；以及依據(jù)該總和值與該平均值間的一比值來決定該信賴水平。
[0010]優(yōu)選地，另包含:設(shè)定一偵測點(diǎn)所對(duì)應(yīng)之一深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)，包含:依據(jù)復(fù)數(shù)個(gè)二階多式來設(shè)定該深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)。
[0011]優(yōu)選地，另包含:設(shè)定每一偵測點(diǎn)所對(duì)應(yīng)之一深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)，包含:根據(jù)復(fù)數(shù)個(gè)特定偵測點(diǎn)所對(duì)應(yīng)之復(fù)數(shù)個(gè)特定深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)中之至少一者以及至少一加權(quán)系數(shù)，來決定每一個(gè)偵測點(diǎn)所對(duì)應(yīng)之該深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)。
[0012]此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種光學(xué)測距系統(tǒng)，包含:一光學(xué)感測裝置，用以基于一探測光線產(chǎn)生復(fù)數(shù)個(gè)感測數(shù)值；一篩選模塊，耦接該光學(xué)感測裝置，用以進(jìn)行一篩選操作以自該復(fù)數(shù)個(gè)感測數(shù)值中選出復(fù)數(shù)個(gè)篩選后感測數(shù)值；一重心計(jì)算模塊，耦接該篩選模塊，用以根據(jù)該些篩選后感測數(shù)值計(jì)算出一重心位置；以及一深度信息計(jì)算模塊，耦接該重心計(jì)算模塊，并根據(jù)該重心位置與分別對(duì)應(yīng)于復(fù)數(shù)個(gè)偵測點(diǎn)的復(fù)數(shù)個(gè)深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)來計(jì)算出分別對(duì)應(yīng)于該些偵測點(diǎn)的復(fù)數(shù)個(gè)深度信息，其中該復(fù)數(shù)個(gè)深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)基于復(fù)數(shù)個(gè)特定深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)而被決定。
[0013]優(yōu)選地，該篩選模塊根據(jù)該感測數(shù)值在一感測畫面中的相對(duì)位置，自一特定范圍內(nèi)的感測數(shù)值來選出該些篩選后感測數(shù)值。
[0014]優(yōu)選地，該些感測數(shù)值包含有復(fù)數(shù)個(gè)列的感測數(shù)值，以及該篩選模塊設(shè)定每一列的感測數(shù)值之一臨界值，并且將該些感測數(shù)值與所在列的該臨界值進(jìn)行比較來選出該些篩選后感測數(shù)值。
[0015]優(yōu)選地，該篩選模塊計(jì)算該列感測數(shù)值中的一最大值；計(jì)算該列感測數(shù)值的一平均值；以及依據(jù)該最大值與該平均值的一平均值來設(shè)定該臨界值。
[0016]優(yōu)選地，該些感測數(shù)值包含有復(fù)數(shù)個(gè)列的感測數(shù)值，以及該篩選模塊計(jì)算每一列的感測數(shù)值之一信賴水平，并將該信賴水平與一最低信賴水平比較，選出該些篩選后感測數(shù)值。
[0017]優(yōu)選地，該篩選模塊計(jì)算該列的感測數(shù)值中大于一臨界值的感測數(shù)值的一總和值；計(jì)算該列的感測數(shù)值中低于該臨界值的感測數(shù)值的一平均值；以及依據(jù)該總和值與該平均值間的一比值來決定該信賴水平。
[0018]優(yōu)選地，該深度信息計(jì)算模塊依據(jù)復(fù)數(shù)個(gè)二階多式來設(shè)定該些偵測點(diǎn)中之一偵測點(diǎn)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)。
[0019]優(yōu)選地，該深度信息計(jì)算模塊根據(jù)復(fù)數(shù)個(gè)特定偵測點(diǎn)所對(duì)應(yīng)之復(fù)數(shù)個(gè)特定深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)中之至少一者以及至少一加權(quán)系數(shù)，來決定每一個(gè)偵測點(diǎn)所對(duì)應(yīng)之該深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)。
[0020]優(yōu)選地，包含:于不同時(shí)間下取得復(fù)數(shù)個(gè)光感測數(shù)值；根據(jù)該些光感測數(shù)值分別決定一重心位置；以及根據(jù)該些重心位置與復(fù)數(shù)個(gè)深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)來計(jì)算出對(duì)應(yīng)該些重心位置的復(fù)數(shù)個(gè)深度信息。
[0021]優(yōu)選地，該些深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)為線性函數(shù)。
【附圖說明】
[0022]圖1A與圖1B說明本發(fā)明之光學(xué)測距系統(tǒng)的原理；
[0023]圖2解釋本發(fā)明如何用二階方程式來逼近重心位置與深度信息之間的真實(shí)函數(shù)關(guān)系;
[0024]圖3說明感測圖像中線型影像的幾何失真；
[0025]圖4說明如何利用特定偵測點(diǎn)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)來決定其余的偵測點(diǎn)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)；
[0026]圖5為本發(fā)明光學(xué)測距方法之一實(shí)施例的流程圖；
[0027]圖6為本發(fā)明光學(xué)測距系統(tǒng)之一實(shí)施例的功能方塊圖。
[0028]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0029]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0030]首先，請(qǐng)參考圖1A與圖1B，該些圖式說明本發(fā)明光學(xué)測距系統(tǒng)100的原理。如圖1A所示，光學(xué)測距系統(tǒng)100會(huì)透過光源發(fā)出光線，當(dāng)光線遇到障礙物200時(shí)便會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象，反射的光線會(huì)被光學(xué)測距系統(tǒng)100的光學(xué)感測裝置110所捕捉，從而產(chǎn)生感測畫面。由于光源10可產(chǎn)生一線光源，因此光學(xué)感測裝置110所捕捉到的感測畫面Fl在畫面位置X1處會(huì)有一條線型影像。在圖1B中，由于測距系統(tǒng)100與障礙物200之間的距離由Z/變成Z2，因此，光學(xué)感測裝置110捕捉到的感測畫面F2中，線型影像會(huì)出現(xiàn)在畫面位置X2處。由于光源10與水平線的夾角，還有與光學(xué)感測裝置110之間的距離是已知的，所以只要透過三角測距法，便可根據(jù)線型影像的畫面位置&與X2，來決定光學(xué)測距系統(tǒng)100與障礙物200之間的距離21與Z 2(以下稱之為深度信息)。
[0031]在本發(fā)明的流程中，在決定線型影像的重心位置(也就是前述的畫面位置)之前，首先會(huì)先提升感測數(shù)值的可靠度，適當(dāng)?shù)嘏懦豢煽康母袦y數(shù)值，這包含以下多種篩選方式。首先，在光學(xué)感測裝置110取得一個(gè)感測畫面后，本發(fā)明會(huì)先在感測畫面中圈選適當(dāng)?shù)呐d趣范圍(reg1n of interest)，只有在興趣范圍內(nèi)的感測數(shù)值才會(huì)被選擇，興趣范圍外的感測數(shù)值則被排除。這是因?yàn)楣鈱W(xué)測距系統(tǒng)一般有使用上的限制，距離太遠(yuǎn)的障礙物無法測量其距離，這是因?yàn)楣饩€強(qiáng)度有限，其反射不足以造成有效的感測數(shù)值。這也使得線型影像只會(huì)出現(xiàn)在感測畫面的特定范圍內(nèi)。換言之，這個(gè)范圍外的感測數(shù)值應(yīng)該都是噪聲或者是非光學(xué)測距系統(tǒng)之光源所產(chǎn)生。透過興趣范圍的選擇，這類的感測數(shù)值可被排除。
[0032]接著，本發(fā)明根據(jù)感測畫面中每一列像素的感測數(shù)值，計(jì)算出每一列像素所對(duì)應(yīng)的臨界值。之后，比較該列上的每個(gè)像素的感測數(shù)值與臨界值的關(guān)系，將小于臨界值的感測數(shù)值視為噪聲并予以排除，而大于臨界值的感測數(shù)值則被保留，作為后續(xù)計(jì)算深度信息的數(shù)據(jù)。在一實(shí)施例中，一列像素的臨界值可由該列所有像素的所有感測數(shù)值中的最大值Smax,以及該列像素所有感測數(shù)值的平均值Satc來決定，也就是臨界值=(S^Savg)/2ο然而，這只是本發(fā)明中計(jì)算臨界值的一種可能方式，并非本發(fā)明之限制。
[0033]接著，當(dāng)前述的興趣范圍篩選與臨界值篩選將噪聲與感測數(shù)值進(jìn)行篩選后，會(huì)進(jìn)一步考慮每一列的感測數(shù)值的信賴水平(confidential level)，也就是說，強(qiáng)度不足的感測數(shù)值不予考慮(以一列像素為考慮單位)，如此一來可進(jìn)一步排除不明確的感測數(shù)值。也就是說，部分感測數(shù)值可能在興趣范圍篩選與臨界值篩選中未被認(rèn)定為噪聲，但是由于強(qiáng)度較弱，容易被畫面中其他強(qiáng)度較強(qiáng)的噪聲所干擾。為了提升感測數(shù)值的可靠度，透過信賴水平的篩選，把不明確的感測數(shù)值排除，并保留明確的感測數(shù)值。在一實(shí)施例中，信賴水平根據(jù)先前所決定的臨界值來決定。如前所述，每一列像素的感測數(shù)值都有其所對(duì)應(yīng)的臨界值。因此，根據(jù)臨界值，在對(duì)應(yīng)于一列像素的感測數(shù)值中，大于臨界值的感測數(shù)值會(huì)被加總，得到一個(gè)總和SSUM，而小于臨界值的感測數(shù)值會(huì)被平均，得到一個(gè)低值平均SL.，而信賴水平則等于SSUM/\ATC，當(dāng)某一列的信賴水平低于一個(gè)預(yù)設(shè)的最低信賴水平臨界值時(shí)，本發(fā)明會(huì)將該列的感測數(shù)值認(rèn)定為不可信，如同在先前的臨界值篩選一般，這些不可信的感測數(shù)值將被排除，且不被用來進(jìn)行深度信息計(jì)算。透過以上的方式，將可得到一個(gè)或多個(gè)列的感測數(shù)值，根據(jù)這些感測數(shù)值，本發(fā)明決定一列像素(也就是一列偵測點(diǎn))的重心位置，而透過列像素的重心位置可用來計(jì)算出每個(gè)偵測點(diǎn)分別與障礙物200之間的距離。
[0034]由于重心位置\與障礙物200之間的距離(深度)之間有一個(gè)函數(shù)關(guān)系。而這個(gè)函數(shù)關(guān)系一般來說可透過下方的M階多項(xiàng)式來近似:
[0035]Zn (X) = K1 (Xn) ~N+K2 (Xn) ' (N-1) + …..Km
[0036]理論上來說，多項(xiàng)式的階數(shù)越高，則可以越逼近重心位置與障礙物深度之間的實(shí)際函數(shù)，但為了適當(dāng)?shù)乜刂朴布杀?，多?xiàng)式的階數(shù)需要被適當(dāng)控制。因此，本發(fā)明改使用線性方程式來近似這個(gè)函數(shù)。請(qǐng)參考圖2，如圖所示，原本須以高階多項(xiàng)式來逼近的函數(shù)Z(X)，在本發(fā)明中改以兩個(gè)線性方程式(二階多項(xiàng)式)ZP(x)與ZN(X)來近似，當(dāng)偵測到重心位置位在X0?X之間時(shí)，則以多項(xiàng)式ZN(X)來計(jì)算深度信息，而當(dāng)偵測到重心位置位在Xi?X2之間時(shí)，則以多項(xiàng)式ZP(X)來計(jì)算深度信息，透過線性方程式進(jìn)行二段逼近所得的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)Z’(X)可以下列方式來表示:
[0037]Z，(X) = ZN (X) ,XZxOC1;
[0038]V (x) = ZP(x),X1<x<X2o
[0039]藉由這種方式，將可大幅降低內(nèi)存所需儲(chǔ)存的多項(xiàng)式系數(shù)數(shù)量，以及避免高階多項(xiàng)式中關(guān)于高次方項(xiàng)次的復(fù)雜計(jì)算(需要較多的硬件資源)。另外，以上二階多項(xiàng)式的使用數(shù)目只是范例說明，在其他實(shí)施例中，可以利用更多的二階多項(xiàng)式來逼近實(shí)際函數(shù)(進(jìn)行更多段逼近)。
[0040]另一方面來說，由于光學(xué)測距系統(tǒng)100中的光學(xué)感測裝置110系透過鏡片來接收光線，而鏡頭在邊緣通常存在幾何失真，會(huì)造成感測畫面中的線型影像并非理想的直線(如圖3所示)。這樣的失真會(huì)使得先前計(jì)算出的重心位置無法套用單一個(gè)深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)，來計(jì)算出所有偵測點(diǎn)對(duì)應(yīng)的深度信息(如果線型影像為理想直線則可)，因此，有必要針對(duì)每個(gè)偵測點(diǎn)決定各自所對(duì)應(yīng)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)。然而，若需紀(jì)錄所有偵測點(diǎn)-所對(duì)應(yīng)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)，將需要相當(dāng)可觀的儲(chǔ)存裝置容量。為了降低所需的儲(chǔ)存裝置容量，本發(fā)明透過特定的偵測點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)，來近似出其余偵測點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)，請(qǐng)參考圖4。
[0041]如圖4所示，假設(shè)測距系統(tǒng)包含有P 32。共320個(gè)偵測點(diǎn)，其中本發(fā)明的光學(xué)測距系統(tǒng)僅記錄偵測點(diǎn)Ρ3(]、Ρ.以及P，分別所對(duì)應(yīng)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)Z 30 (X) ,Z160 (X)與Z290 (χ)(每一個(gè)Z3q(X)、Z16q(X) ig Z290 (X)系基于上述的線性方程式二段逼近法所決定)，其余的偵測點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)則利用深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)Z30(X)、Z160 (X)與Z29q(X)以及相對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)來決定。
[0042]舉例來說，偵測點(diǎn)P.所對(duì)應(yīng)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)Z 100(x)，由其周圍的偵測點(diǎn)P3。與Pim的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)來決定，并由下方加權(quán)計(jì)算來決定:
[0043]Z100 (X) = w0*Z30 (X) +W1^Z160 (X)；
[0044]再者，在偵測點(diǎn)P16。與P 29。之間的偵測點(diǎn)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)則可由Z 160(x)與Z290 (X)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算所得。應(yīng)當(dāng)注意的是，在決定每個(gè)偵測點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)所使用的加權(quán)系數(shù)以及計(jì)算方法會(huì)隨著偵測點(diǎn)位置而有所不同，例如在偵測AP3C左方之偵測點(diǎn)P2。所對(duì)應(yīng)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)z 2t)(x)可為:
[0045]Z20 (X) = w3*Z30 (X) +w4*Z160 (X)；
[0046]透過以上的技巧，將可大幅減少測距系統(tǒng)所需的內(nèi)存容量。并且，光學(xué)測距系統(tǒng)中只需紀(jì)錄少數(shù)幾個(gè)特定深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)，以及每個(gè)偵測點(diǎn)對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)。之后，再根據(jù)這些信息，便可逐一決定出每個(gè)偵測點(diǎn)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)。接著，將重心位置分別代入至每個(gè)偵測點(diǎn)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)中，就可以計(jì)算出每個(gè)偵測點(diǎn)與障礙物之間的距離。請(qǐng)注意，以上的范例并非本發(fā)明的限制。舉例來說，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，可能會(huì)根據(jù)更多或更少的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)來近似每個(gè)偵測點(diǎn)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)。
[0047]以上的流程可由圖5所示的流程圖來表示。首先，在步驟Sll中，透過光學(xué)感測裝置來取得感測數(shù)值。接著，在步驟S12中，進(jìn)行感測數(shù)值的篩選，其中又包含了基于興趣區(qū)域與臨界值來個(gè)別篩選，以及基于信賴水平來逐列篩選。請(qǐng)注意，在本發(fā)明的不同實(shí)施例中，步驟S12有可能只會(huì)進(jìn)行以上篩選中的一者，這樣的好處在于可以加速測距的進(jìn)行。在步驟S12進(jìn)行后，可得到篩選后的感測數(shù)值，并接著在步驟S13中，根據(jù)篩選后的感測數(shù)值來決定一重心位置。最后，在步驟S14中，根據(jù)該重心位置，以及多個(gè)偵測點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)來決定多個(gè)深度信息，其中該些深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)由復(fù)數(shù)個(gè)特定深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)中之一者以及至少一加權(quán)系數(shù)所決定。
[0048]在圖5所示的流程中，由于對(duì)于感測數(shù)值的可靠度有著較高的要求，所以利用步驟Sll與S12來排除不可靠的感測數(shù)值。然而，在本發(fā)明其他實(shí)施方式中，倘若使用了性能較佳的光學(xué)感測裝置，可得到較為可靠的感測數(shù)值時(shí)，那么步驟Sll與S12可以省略，并透過以下步驟來進(jìn)行光學(xué)測距:
[0049]S21:于不同時(shí)間下取得復(fù)數(shù)個(gè)光感測數(shù)值
[0050]S22:根據(jù)該些光感測數(shù)值分別決定一重心位置
[0051]S23:根據(jù)該些重心位置與復(fù)數(shù)個(gè)深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)來計(jì)算出對(duì)應(yīng)該些重心位置的復(fù)數(shù)個(gè)深度信息。
[0052]其中，復(fù)數(shù)個(gè)深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)依舊透過前述的線性函數(shù)逼近法來得到。
[0053]在本發(fā)明之一實(shí)施例中，另提供一種光學(xué)測距系統(tǒng)，如圖6所示。本發(fā)明之光學(xué)測距系統(tǒng)100包含:一光學(xué)感測裝置110、一篩選模塊120、一重心計(jì)算模塊130以及一深度信息計(jì)算模塊140。請(qǐng)注意，在本發(fā)明之其他實(shí)施例中，光學(xué)測距系統(tǒng)100可能不包含光學(xué)感測裝置110，篩選模塊120、重心計(jì)算模塊130以及深度信息計(jì)算模塊140可直接根據(jù)外部的光學(xué)感測裝置所提供的感測數(shù)值來計(jì)算出深度信息。光學(xué)感測裝置110可為一圖像傳感器(image sensor)，用以基于一探測光線(由內(nèi)建于光學(xué)測距系統(tǒng)100的光源10或者一外部光源所產(chǎn)生)產(chǎn)生復(fù)數(shù)個(gè)感測數(shù)值(每一個(gè)感測數(shù)值可為由圖像傳感器之每一個(gè)像素所讀取到的訊號(hào))。篩選模塊120耦接光學(xué)感測裝置110，用以進(jìn)行一篩選操作以自該復(fù)數(shù)個(gè)感測數(shù)值中選出復(fù)數(shù)個(gè)篩選后感測數(shù)值。其中，篩選模塊120可能進(jìn)行前述的興趣區(qū)域篩選，臨界值篩選以及信賴水平篩選中的一種篩選或多種篩選。重心計(jì)算模塊130耦接篩選模塊120，用以根據(jù)該些篩選后感測數(shù)值計(jì)算出一重心位置。深度信息計(jì)算模塊140耦接重心計(jì)算模塊130，用以根據(jù)該重心位置與分別對(duì)應(yīng)于復(fù)數(shù)個(gè)偵測點(diǎn)的復(fù)數(shù)個(gè)深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)來計(jì)算復(fù)數(shù)個(gè)深度信息，其中該復(fù)數(shù)個(gè)深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)基于復(fù)數(shù)個(gè)特定深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)而被決定。由于以上操作細(xì)節(jié)及原理已于先前解釋，因此在此不重復(fù)說明。
[0054]請(qǐng)注意，本發(fā)明中的光學(xué)測距方法與光學(xué)測距系統(tǒng)中的步驟或者是模塊可基于純軟件架構(gòu)或純硬件架構(gòu)，或者是兩者混合的架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，例如:透過處理器來執(zhí)行對(duì)應(yīng)的軟件、透過純硬件電路，或者是透過兩者的組合。其中，處理器可為通用處理器(general-purpose processor)，或者是如數(shù)字信號(hào)處理器(digital signalprocessor)之類的特定處理器。軟件可能儲(chǔ)存于計(jì)算機(jī)可讀取媒體(例如:光驅(qū)(optical disk drive)、硬盤機(jī)(hard disk drive)、閃存(flash memory)、各種隨機(jī)存取記體(random-access memory, RAM)、各種為只讀記體(read-only memory, ROM)或者是任何可被處理器所辨別的儲(chǔ)存裝置)中，并且包含各種程序邏輯(programming logic)、指令，或者是用以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的必要數(shù)據(jù)。此外，在純硬件電路的架構(gòu)中，可能包含基于硬件邏輯(hard-wired logic)，可程序化邏輯(如:現(xiàn)場可程序邏輯門陣列(FieldProgrammable Gate Array, FPGA)或者是復(fù)雜可程序邏輯裝置(Complex ProgrammableLogic Device, CPLD)、或者特殊應(yīng)用集成電路(Applicat1n-specific integratedcircuit, ASIC)所實(shí)現(xiàn)的特定電路。
[0055]由于本發(fā)明對(duì)于深度信息的計(jì)算進(jìn)行相當(dāng)多的簡化，且不失其可靠度。因此可以有效地降低硬件需求。而且透過本發(fā)明的方法，在進(jìn)行一次感測數(shù)值的擷取后，便可同時(shí)計(jì)算出多個(gè)偵測點(diǎn)的深度信息，加速了測距的進(jìn)行。另外，由于本發(fā)明對(duì)于感測數(shù)值所進(jìn)行多道的篩選，也在一定程度上確保了深度信息計(jì)算的準(zhǔn)確度。
[0056]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光學(xué)測距方法，其特征在于，包含: 基于一探測光線取得復(fù)數(shù)個(gè)感測數(shù)值； 進(jìn)行一篩選操作以自該復(fù)數(shù)個(gè)感測數(shù)值中選出復(fù)數(shù)個(gè)篩選后感測數(shù)值； 根據(jù)該些篩選后感測數(shù)值來決定一重心位置；以及 根據(jù)該重心位置與分別對(duì)應(yīng)于復(fù)數(shù)個(gè)偵測點(diǎn)的復(fù)數(shù)個(gè)深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)來計(jì)算出分別對(duì)應(yīng)于復(fù)數(shù)個(gè)偵測點(diǎn)的復(fù)數(shù)個(gè)深度信息，其中該些深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)基于復(fù)數(shù)個(gè)特定深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)而被決定。2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)測距方法，其特征在于，進(jìn)行該篩選操作的步驟包含: 根據(jù)該感測數(shù)值在一感測畫面中的相對(duì)位置，其特征在于，自一特定范圍內(nèi)的感測數(shù)值來選出該些篩選后感測數(shù)值。3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)測距方法，其特征在于，該些感測數(shù)值包含有復(fù)數(shù)個(gè)列的感測數(shù)值，以及進(jìn)行該篩選操作的步驟包含: 設(shè)定每一列的感測數(shù)值之一臨界值，并且將該些感測數(shù)值與所在列的該臨界值進(jìn)行比較來選出該些篩選后感測數(shù)值。4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)測距方法，其特征在于，設(shè)定該臨界值的步驟包含: 計(jì)算該列的感測數(shù)值中的一最大值； 計(jì)算該列的感測數(shù)值的一平均值；以及 依據(jù)該最大值與該平均值之平均來設(shè)定該臨界值。5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)測距方法，其特征在于，該些感測數(shù)值包含復(fù)數(shù)個(gè)列的感測數(shù)值，以及進(jìn)行該篩選操作的步驟包含: 設(shè)定每一列的感測數(shù)值之一信賴水平，并將該信賴水平與一最低信賴水平比較，選出該些篩選后感測數(shù)值。6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)測距方法，其特征在于，設(shè)定該信賴水平的步驟包含: 計(jì)算該列的感測數(shù)值中大于一臨界值的感測數(shù)值的一總和值； 計(jì)算該列的感測數(shù)值中低于該臨界值的感測數(shù)值的一平均值；以及 依據(jù)該總和值與該平均值間的一比值來決定該信賴水平。7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)測距方法，其特征在于，另包含: 設(shè)定一偵測點(diǎn)所對(duì)應(yīng)之一深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)，包含: 依據(jù)復(fù)數(shù)個(gè)二階多式來設(shè)定該深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)。8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)測距方法，其特征在于，另包含: 設(shè)定每一偵測點(diǎn)所對(duì)應(yīng)之一深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)，包含: 根據(jù)復(fù)數(shù)個(gè)特定偵測點(diǎn)所對(duì)應(yīng)之復(fù)數(shù)個(gè)特定深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)中之至少一者以及至少一加權(quán)系數(shù)，來決定每一個(gè)偵測點(diǎn)所對(duì)應(yīng)之該深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)。9.一種光學(xué)測距系統(tǒng)，其特征在于，包含: 一光學(xué)感測裝置，用以基于一探測光線產(chǎn)生復(fù)數(shù)個(gè)感測數(shù)值； 一篩選模塊，耦接該光學(xué)感測裝置，用以進(jìn)行一篩選操作以自該復(fù)數(shù)個(gè)感測數(shù)值中選出復(fù)數(shù)個(gè)篩選后感測數(shù)值； 一重心計(jì)算模塊，耦接該篩選模塊，用以根據(jù)該些篩選后感測數(shù)值計(jì)算出一重心位置；以及 一深度信息計(jì)算模塊，耦接該重心計(jì)算模塊，并根據(jù)該重心位置與分別對(duì)應(yīng)于復(fù)數(shù)個(gè)偵測點(diǎn)的復(fù)數(shù)個(gè)深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)來計(jì)算出分別對(duì)應(yīng)于該些偵測點(diǎn)的復(fù)數(shù)個(gè)深度信息，其中該復(fù)數(shù)個(gè)深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)基于復(fù)數(shù)個(gè)特定深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)而被決定。10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)測距系統(tǒng)，其特征在于，該篩選模塊根據(jù)該感測數(shù)值在一感測畫面中的相對(duì)位置，自一特定范圍內(nèi)的感測數(shù)值來選出該些篩選后感測數(shù)值。11.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)測距系統(tǒng)，其特征在于，該些感測數(shù)值包含有復(fù)數(shù)個(gè)列的感測數(shù)值，以及該篩選模塊設(shè)定每一列的感測數(shù)值之一臨界值，并且將該些感測數(shù)值與所在列的該臨界值進(jìn)行比較來選出該些篩選后感測數(shù)值。12.如權(quán)利要求11所述的光學(xué)測距系統(tǒng)，其特征在于，該篩選模塊計(jì)算該列感測數(shù)值中的一最大值；計(jì)算該列感測數(shù)值的一平均值；以及依據(jù)該最大值與該平均值的一平均值來設(shè)定該臨界值。13.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)測距系統(tǒng)，其特征在于，該些感測數(shù)值包含有復(fù)數(shù)個(gè)列的感測數(shù)值，以及該篩選模塊計(jì)算每一列的感測數(shù)值之一信賴水平，并將該信賴水平與一最低信賴水平比較，選出該些篩選后感測數(shù)值。14.如權(quán)利要求13所述的光學(xué)測距系統(tǒng)，其特征在于，該篩選模塊計(jì)算該列的感測數(shù)值中大于一臨界值的感測數(shù)值的一總和值；計(jì)算該列的感測數(shù)值中低于該臨界值的感測數(shù)值的一平均值；以及依據(jù)該總和值與該平均值間的一比值來決定該信賴水平。15.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)測距系統(tǒng)，其特征在于，該深度信息計(jì)算模塊依據(jù)復(fù)數(shù)個(gè)二階多式來設(shè)定該些偵測點(diǎn)中之一偵測點(diǎn)的深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)。16.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)測距系統(tǒng)，其特征在于，該深度信息計(jì)算模塊根據(jù)復(fù)數(shù)個(gè)特定偵測點(diǎn)所對(duì)應(yīng)之復(fù)數(shù)個(gè)特定深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)中之至少一者以及至少一加權(quán)系數(shù)，來決定每一個(gè)偵測點(diǎn)所對(duì)應(yīng)之該深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)。17.一種光學(xué)測距方法，其特征在于，包含: 于不同時(shí)間下取得復(fù)數(shù)個(gè)光感測數(shù)值； 根據(jù)該些光感測數(shù)值分別決定一重心位置；以及 根據(jù)該些重心位置與復(fù)數(shù)個(gè)深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)來計(jì)算出對(duì)應(yīng)該些重心位置的復(fù)數(shù)個(gè)深度信息。18.如權(quán)利要求17所述的光學(xué)測距方法，其特征在于，該些深度信息轉(zhuǎn)換函數(shù)為線性函數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01S17/08GK105824027SQ201510006644
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月7日
【發(fā)明人】王國振
【申請(qǐng)人】原相科技股份有限公司