CN106331453A - 多图像采集系统及图像采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多图像采集系统及图像采集方法。其中，所述采集系统包括：第一图像采集装置、第二图像采集装置、激光投影模组以及第一半透半反镜，第一图像采集装置和第二图像采集装置的光轴正交，且第一半透半反镜设置于光轴正交处，正交两个光轴分别经第一半透半反镜透射和反射后重合；激光投影模组包括第一激光光源、第二激光光源以及出光口；第一激光光源和第二激光光源交替发射光，并经所述出光口投射至所述同一目标上；上述两个图像采集装置分别用于采集经所述第一半透半反镜透射和反射后得到的目标图像。通过上述方式，能够实现零像素视差的多图像采集。

Description

多图像采集系统及图像采集方法

技术领域

本发明涉及图像采集技术领域，特别是涉及多图像采集系统及图像采集方法。

背景技术

由于不同类型的图像能够反映物体的不同信息，为实现不同的应用，常需要获取物体的多种类型的图像，例如获取物体的彩色图像和深度图像。由于彩色图像仅能显示目标的二维信息，但是却有着极为丰富的色彩特征，适合用来做识别任务；而深度图像能直接反映物体的三维形状特征，可以实现2D图像无法实现的三维建模以及3D识别等任务。因此，二者的结合能很大程度上提升应用范围；激光图像可以抵抗环境光变化带来的影响，相比于彩色图像稳定性更强，因而在人物识别、表情识别等人工智能应用有广泛的应用前景。

目前，不同类型的图像需要通过不同类型的相机分别采集获取的，例如，将彩色相机、深度相机和激光相机平行间隔放置，因而三者采集到的图像存在着像素视差。故，在将采集的三种图像进行结合之前，往往需要消除图像间的像素视差，否则可能会导致结合后图像的失真。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供多图像采集系统及图像采集方法，能够实现零像素视差的多图像采集。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种多图像采集系统，包括第一图像采集装置、第二图像采集装置、激光投影模组以及第一半透半反镜，所述第一图像采集装置的第一光轴与所述第二图像采集装置的第二光轴正交，且所述第一半透半反镜设置于所述第一光轴与所述第二光轴的相交处，所述第一光轴经所述第一半透半反镜透射后与所述第二光轴经所述第一半透半反镜反射后重合；

所述激光投影模组包括第一激光光源、第二激光光源以及出光口；

所述第一激光光源和所述第二激光光源交替发射光，且所述第一激光光源发射的第一光线和所述第二激光光源发射的第二光线经所述出光口投射至所述同一目标上；

所述第一图像采集装置用于采集经所述第一半透半反镜透射得到的目标的包含所述第一光线特征的第一图像和包含所述第二光线特征的第二图像，且所述第二图像采集装置用于采集经所述第一半透半反镜反射得到的所述目标的第三图像，或者

所述第一图像采集装置用于采集经所述第一半透半反镜反射得到的目标的包含所述第一光线特征的第一图像和包含所述第二光线特征的第二图像，且所述第二图像采集装置用于采集经所述第一半透半反镜投射得到的所述目标的第三图像。

其中，所述激光投影模组还包括第二半透半反镜，所述第一激光光源的至少部分第一光线与所述第二激光光源的至少部分第二光线正交，且所述第二半透半反镜设置于所述至少部分第一光线与所述至少部分第二光线的相交处，所述至少部分第一光线经所述第二半透半反镜透射后与所述至少部分第二光线经所述第二半透半反镜反射后重合；

所述第一激光光源发射的第一光线经所述第二半透半反镜透射后经所述出光口投射至所述目标上，所述第二激光光源发射的第二光线经所述第二半透半反镜反射后经所述出光口投射至所述目标上。

其中，位于所述第一激光光源的发光区域中心的第一光线经所述第二半透半反镜透射后与位于所述第二激光光源的发光区域中心的第二光线经所述第二半透半反镜反射后重合。

其中，所述第一半透半反镜和第二半透半反镜中至少一个的透射率和反射率的范围均为20％至80％。

其中，所述第一图像采集装置为激光相机，所述第二图像采集装置为彩色相机，所述第一激光光源和第二激光光源其中一个为结构光激光光源，所述第一图像和第二图像中的一个为结构光激光图像，另一个为激光图像，所述第三图像为彩色图像。

其中，还包括与所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置连接的图像处理装置，用于获取所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置采集的图像，并采用结构光三角法对采集得到的结构光激光图像进行计算得到所述目标的深度图像。

其中，还包括与所述激光投影模组、第一图像采集装置和所述第二图像采集装置连接的控制装置，用于控制所述激光投影模块交替发射光，以及控制所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置的采集时间和/或采集频率。

其中，所述系统集成于同一设备中。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种图像采集方法，包括：利用第一图像采集装置采集经第一半透半反镜透射得到的目标的包含第一光线特征的第一图像和包含第二光线特征的第二图像，并利用第二图像采集装置采集经所述第一半透半反镜反射得到的所述目标的第三图像，或者，利用所述第一图像采集装置采集经所述第一半透半反镜反射得到的目标的包含所述第一光线特征的第一图像和包含所述第二光线特征的第二图像，并利用所述第二图像采集装置用于采集经所述第一半透半反镜投射得到的所述目标的第三图像；其中，第一图像采集装置的第一光轴与所述第二图像采集装置的第二光轴正交，且所述半透半反镜设置于所述第一光轴与所述第二光轴的相交处，所述第一光轴经所述半透半反镜透射后与所述第二光轴经所述半透半反镜反射后重合；所述第一图像和第二图像是在激光投影模组的第一激光光源和所述第二激光光源交替向所述目标发射第一光线和第二光线时采集得到。

其中，所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置中的一个为彩色相机，另一个为激光相机，所述第一激光光源和第二激光光源的其中一个是结构光激光光源，所述第一图像和第二图像的一个为激光图像，另一个为结构光激光图像，所述第三图像为彩色图像；所述方法还包括：采用结构光三角法对采集得到的结构光激光图像进行计算得到所述目标的深度图像。

本发明的有益效果是：通过将第一图像采集装置和第二图像采集装置进行以光轴正交设置，并采用第一半透半反镜设置在光轴正交处且两个图像采集装置的光轴经第一半透半反镜后重合，使得目标光线分别通过第一半透半反镜透射和反射后，到达第一图像采集装置和第二图像采集装置后的成像位置相同，即第一图像采集装置采集的图像和第二图像采集装置采集的图像的对应像素相对于其采集装置中心位置相同，故实现了采集得到的第一图像、第二图像与第三图像之间无像素视差。而且，该激光投影模组设置有两种激光光源，且两种激光光源交替发光投射至目标上，故当该激光投影模组中的第一激光光源向目标投射第一光线时，图像采集装置可采集得到该目标的包含第一光线特征的第一图像，当第二激光光源向目标投射第二光线时，图像采集装置可采集得到该目标的包含第二光线特征的第二图像，实现了同一图像采集装置利用同一该激光投影模组采集得到两种类型图像，即，采用较少设备资源实现同步获得多种图像，成本低，而且，该两种类型图像均是有图像采集装置直接获得，而无需经过处理得到，故计算量低。

附图说明

图1是本发明多图像采集系统一实施例的结构示意图；

图2是本发明多图像采集系统另一实施例的结构示意图；

图3是本发明多图像采集系统中的激光投影模组一实施例的结构示

意图；

图4是本发明多图像采集系统中的激光投影模组另一实施例的结构

示意图；

图5是本发明多图像采集系统再一实施例的结构示意图；

图6是本发明图像采集方法一实施例的流程图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

请参阅图1，图1是本发明多图像采集系统一实施例的结构示意图。本实施例中，该采集系统10包括第一图像采集装置11、第二图像采集装置12、第一半透半反镜13、激光投影模组15以及入光口14。

其中，第一图像采集装置11和第二图像采集装置12不设置在同一直线上，且第一图像采集装置11的第一光轴a与所述第二图像采集装置12的第二光轴b正交，如图1所示。当然，在其他实施例中，也可如图2所示。

第一半透半反镜13设置于所述第一光轴a与所述第二光轴b的相交处，且第一光轴a和第二光轴b分别位于该第一半透半反镜13的两个相对侧面131，使得目标光线通过入光口14后经第一半透半反镜13透射后到达第一图像采集装置11，并经第一半透半反镜13反射后到达第二图像采集装置12，进而可实现上述两个图像采集装置对目标20的图像采集。具体地，第一光轴a经所述第一半透半反镜13透射后与所述第二光轴b经所述半透半反镜反射后重合，例如，该第一半透半反镜13与第一光轴a和第二光轴b均成45度角，以实现上述重合。

本实施例中，激光投影模组15用于向目标20交替投射两种激光，第一图像采集装置11用于在激光投影模组15向目标20投射激光时的采集目标图像。例如，第一图像采集装置11用于在激光投影模组15向目标20交替投射第一光线和第二光线时，采集经所述第一半透半反镜13透射得到的目标20的包含所述第一光线特征的第一图像和包含所述第二光线特征的第二图像，第二图像采集装置12用于采集经所述第一半透半反镜13反射得到的目标20的第三图像。又例如，第一图像采集装置11用于在激光投影模组15向目标20交替投射第一光线和第二光线时，采集经第一半透半反镜13反射得到的目标20的包含所述第一光线特征的第一图像和包含所述第二光线特征的第二图像，第二图像采集装置12用于采集经第一半透半反镜13投射得到的目标20的第三图像。

像素视差指的是同一个空间三维点在两个图像采集装置成像后，两个图像中的对应像素分别相对于各自采集装置中心点的位移间之差，若两个图像中的对应像素相对于各自采集装置中心点的位置相同，则视为没有像素视差。本实施例中，通过将第一图像采集装置和第二图像采集装置进行以光轴正交设置，并采用第一半透半反镜设置在光轴正交处且两个图像采集装置的光轴经第一半透半反镜后重合，使得目标光线分别通过第一半透半反镜透射和反射后，到达第一图像采集装置和第二图像采集装置后的成像位置相同，即第一图像采集装置采集的图像和第二图像采集装置采集的图像的对应像素相对于其采集装置中心位置相同，例如，目标20的c点光线经第一半透半反镜13的透射和反射后，沿第一光轴a到达第一图像采集装置的镜头中心进而形成在第一图像和第二图像的中心像素处，并沿第二光轴b到达第二图像采集装置12的镜头中心进而形成在第三图像的中心像素处，故实现了采集得到的第一图像、第二图像与第三图像之间无像素视差。

请结合参阅图3，该激光投影模组15包括第一激光光源151、第二激光光源152以及出光口154。

所述第一激光光源151和所述第二激光光源152交替发射光，所述第一激光光源151发射的第一光线和所述第二激光光源152发射的第二光线分别经所述出光口154投射至目标20上，以使第一图像采集装置11采集得到所述目标20的包含所述第一光线特征的第一图像和包含所述第二光线特征的第二图像。

上述第一激光光源151和第二激光光源152交替发射光指的是，在任意一个时刻上述两个激光光源仅有一个在发射光，且两个激光光源的发射频率和发射时长优选为但不限定为相同，例如，第一激光光源持续0.5秒发射第一光线，然后第二激光光源持续1秒发射第一光线，如此循环；又例如，第一激光光源两次发射设定时长的第一光线，然后第二激光光源仅发射一次设定时长的第二光线，如此循环。

其中，上述激光光源可以为任意类型激光光源，对应地，该第一图像采集装置11为能够采集上述两个激光光源发射的光的采集器件如相机。通常，第一激光光源和第二激光光源发射的光为同一种激光，例如均为红外激光，或均为紫外激光，对应地，该第一图像采集装置11为红外相机或紫外相机。

应理解的是，上述第一激光光源和第二激光光源发生的光虽可为同一种激光，上述第一激光光源和第二激光光源发射的光具有不同的特征例如，其中一个激光光源发射的是结构光激光，另外一个发射的是未形成图案的激光。

在一具体应用中，第一激光光源151和第二激光光源152其中一个为结构光激光光源，另一个为激光光源；第一图像采集装置11为激光相机，第二图像采集装置12为彩色相机(本实施例所述的彩色也可称为RGB)；所述第一图像和第二图像中的一个为结构光激光图像，另一个为激光图像，所述第三图像为彩色图像。本实施例中，第一激光光源和第二激光光源的其中一个是结构光红外光源，另一个是纯红外光源，对应地，第一图像采集装置11为红外相机，第一图像和第二图像中的一个为结构光红外图像，另一个为红外图像。当然，在其他实施例中，第二图像采集装置并不限定为彩色相机，可以为现有的任意类型图像的采集器件。

上述激光光源为仅仅向目标空间投射激光，而该激光无形成图案。具体，该激光光源可以是边发射型的激光源、单个面发射激光或垂直腔面激光源，可以是点光源或者阵列光源。考虑到激光的均匀程度会影响到成像质量，因而本实施例中的激光光源为垂直腔面激光器，该垂直腔面激光器发出的激光经扩束镜以及衍射光学元件后被均匀扩散到目标空间中。

结构光激光光源可由激光源及衍射光学元件组成，该激光源与上述激光光源类似，激光源可以是边发射型的激光源也可以是垂直腔面激光源，可以是点光源或者阵列光源，该激光源用于发射能被该图像采集装置采集得到的激光。衍射光学元件根据不同的结构光图案需要可以被设置成具有准直、分束、扩散等功能。上述结构光图案可以为经调制的条纹，或分布不规则的散斑图案，例如激光源发射的光通过衍射光学元件后被分成多个激光光束同时被扩散投射到目标空间中，从而形成不规则排列的散斑图案。散斑中心能级需要符合对人体无害的要求，因此需要综合考虑激光的功率以及衍射光学元件的配置情况。

散斑图案的密集程度影响了后续对图像采集装置采集得到的图像处理例如影响对图像的深度值计算的速度及精度，散斑颗粒越多，计算速度越慢，但精度却越高。因此，该结构光激光光源可根据拍摄图像的目标区域的大致深度，选择合适的散斑颗粒密度，在保证计算速度的同时，仍有着较高的计算精度。当然，该散斑颗粒密度也可由上述采集系统根据自身的计算需求而确定的。

其中，该结构光激光光源向目标区域是但不限是以一定的扩散角投射散斑颗粒图案的。

需要说明的是，该激光投影模组15与图像采集装置可以分离设置或者一体设置，当分离设置时，该激光投影模组15与第一图像采集元件11的位置关系可设置为对目标具有相同或近似相同的深度，又或者激光投影模组15与第一图像采集元件11对目标的深度差为设定值。一般，将出光口和入光口之间的距离设置为低于10cm，故相对于较远距离(通常大于100cm)的目标的上述采集不会造成影响。当然，在另一实施例中，该出光口和入光口也可为相同位置，即出光口也为入光口。

上述激光投影模组设置有两种激光光源，且两种激光光源交替发光投射至目标上，故当该激光投影模组中的第一激光光源向目标投射第一光线时，图像采集装置可采集得到该目标的包含第一光线特征的第一图像，当第二激光光源向目标投射第二光线时，图像采集装置可采集得到该目标的包含第二光线特征的第二图像，实现了同一图像采集装置利用同一该激光投影模组采集得到两种类型图像，即，采用较少设备资源实现同步获得多种图像，成本低，而且，该两种类型图像均是有图像采集装置直接获得，而无需经过处理得到，故计算量低。

请参阅图4，图4是本发明激光投影模组一实施例的结构示意图。区别于上一实施例的激光投影模组，为提高采集系统10中的激光投影模组15中的两个激光光源发生的光线到达目标同一位置的精确度，本实施例的激光投影模组15的还包括第二半透半反镜153。

本实施例中，第一激光光源151和第二激光光源152不设置在同一直线上，且第一激光光源151的至少部分第一光线与所述第二激光光源152的至少部分第二光线正交。其中，该至少部分第一光线和至少部分第二光线优选为靠近激光光源发光区域的中心区域的光线。如图4所示，所述上述激光光源发生正交的光线为位于所述第一激光光源151的发光区域中心的第一光线z和位于所述第二激光光源152的发光区域中心的第二光线y。当然，在其他实施例中，上述正交的光线也可为其激光光源的该发光区域中心附近的光线。

第二半透半反镜153设置于所述至少部分第一光线z与所述至少部分第二光线y的相交处，且第一激光光源151发射的第一光线和第二激光光源152发射的第二光线分别位于该第二半透半反镜153的两个相对侧面1531，使得第一光线经第二半透半反镜153透射后通过出光口154投射至目标上，且第二光线经第二半透半反镜153反射后通过出光口154投射至目标上，进而使两种激光光源在相同发光面积的前提下，向目标投射的激光区域是相同的，两个激光光源投射在目标的区域是重叠的。

具体地，该至少部分第一光线经所述第二半透半反镜153透射后与该至少部分第二光线经所述第二半透半反镜153反射后重合。例如，如图4所示，位于所述第一激光光源151的发光区域中心的第一光线z和位于第二激光光源152发射的第二光线y正交，该第二半透半反镜153与正交的该第一光线z和第二光线y均成45度角，以实现位于所述第一激光光源151的发光区域中心的第一光线z经所述半透半反镜透射后与位于第二激光光源152发射的第二光线y经所述半透半反镜反射后重合。

可选地，上述出光口154设置有光学元件，例如，为使得投射激光拥有更宽的发射角，可以在出光口154配置一个用于扩散光束的光学元件，比如衍射光学元件，该衍射光学元件可按照需求实现不同功能，比如让光源发出的光更加扩散，或者使得光源具体独特的形状等。又例如，为使发出去的光更加集中，在出光口154设置透镜。

可选地，为保证投影模组的防尘能力，还可在出光口154处配置一个透明的防护膜。

值得注意的是，上述的半透半反镜(如上述第一半透半反镜和第二半透半反镜)为透射率和反射率均不为零的光学元件，上述半透半反镜的透射率和反射率可根据具体应用需求进行设置。通常，将上述半透半反镜的至少一个的透射率和反射率均设置为20％至80％之间，例如，若当前环境第一图像采集装置所需的光强大于第二图像采集装置，则将第一半透半反镜的透射率为70％，反射率为30％；又例如，若在采集该图像后，需要对第一图像进行多于第二图像的计算，即对第一图像的信息准确度和清晰度更高，则将第二半透半反镜的透射率为70％，反射率为30％。在一具体应用中，该第一图像采集装置为彩色图像采集装置，第二图像采集装置为激光图像采集装置，则优选将第一半透半反镜的透射率设置为60％，反射率设置为40％，反之亦然。

通常，当投影模组或者采集系统设置有不透光外壳，以将其包含器件容置于内时，该投影模组或者采集系统包括上述出光口154，当投影模组和采集系统无设置外壳时，则可不包括上述出光口154。同理地，当采集系统设置有不透光外壳时，采集系统包括上述入光口13，当采集系统无设置外壳时，则可不包括入光口13。本实施例中，图1和2所示的出光口和入光口之间的距离可设置为低于10cm，故相对于较远距离(通常大于100cm)的目标的上述采集不会造成影响。进一步地，该出光口154可与入光口设置在相同位置，即出光口也为入光口。

请参阅图5，该采集系统10还包括均与第一图像采集装置11和第二图像采集装置12连接的图像处理装置16，以及与激光投影模组15、第一图像采集装置11和第二图像采集装置12连接的控制装置17。

其中，图像处理装置16用于获取所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置采集的图像，并对采集得到的图像进行处理，例如，当第一图像采集装置11采集得到结构光激光光源投射目标时的结构光激光图像时，图像处理装置16获取所述图像采集装置采集的结构光激光图像和激光图像，采用结构光三角法对采集得到的结构光激光图像进行计算得到所述目标的深度图像，又例如，对采集得到图像进行平滑、去噪处理。

在一该结构光图案为散斑图案的实施例中，图像处理装置16可具体用于根据三角法原理，通过计算采集得到的散斑图像中散斑颗粒相对于参考散斑图案中对应散斑颗粒的偏离值来计算目标的深度值，其中，该参考散斑图案预先利用已设置好的投影模组向设定距离的平面投射参考散斑图案，并利用已设置好的图像采集元件采集该平面的参考散斑图案得到的，上述的“设置好”应理解为一旦设置好之后，在后续进行该激光图像的采集时亦不会移动该图像采集元件和投影模组。

进一步地，图像处理装置16在获得目标的深度图像之后，还可根据该目标的深度图像和彩色图像采集装置采集得到的目标的彩色图像进行结合，得到该目标的三维信息，也可根据上述目标的深度图像和第一图像采集装置采集得到的激光光源投射目标时的激光图像进行结合，以实现体感交互、人脸识别等。当然，上述图像采集装置采集得到的图像未必用于深度图像的计算，本发明对采集得到的图像的处理不做任何限定。

控制装置17用于控制所述激光投影模块15交替发射光，并控制所述第一图像采集装置11和所述第二图像采集装置12的采集时间和/或采集频率。为了达到好的采集效果以及避免后续多余的计算，可将第一图像采集装置与第二图像采集元件设置成同步采集且采集帧数相同，这样得到的第一图像与第二图像能保证一一对应的关系，便于后续图像处理。

例如，控制装置17控制激光投影模组的两个激光光源的发光频率相同，但发光时间不同，且第一图像采集装置11的采集频率为激光光源发光频率的2倍，且在激光光源发光时例如激光脉冲发射的同时进行图像采集。当然，该采集系统仅需要其中一种图像时，控制装置17可以控制其中一个激光光源独立进行投射，也可仅控制一个对应图像采集装置进行图像采集。

可以理解的是，采集系统也可不包括上述图像处理装置和控制装置，上述图像处理装置和控制装置所实现的功能可由与采集系统连接的外部设备实现。而且，上述图像处理装置和控制装置可由不同的电路实现，或者由同一电路如同一处理器实现。

另外，上述采集系统可集成于同一设备中，如上述采集系统所包括的器件均设置在一外壳中。当然，上述采集系统也可分离为多个设备，例如，第一图像采集装置、第二图像采集装置、激光投影模组、图像处理装置和控制装置分别为独立的设备。

上述实施例中，可设置该第一图像采集装置和第二图像采集装置的图像采集靶面大小相等、分辨率相同以及焦距相同。或者，第一图像采集装置和第二图像采集装置的图像采集靶面大小、分辨率以及焦距中的至少一个不相同，例如第一图像采集装置的靶面大小以及分辨率都比第二图像采集装置元件大，此时，图像处理装置16在获得两个图像采集装置采集到的图像后，可对采集到的图像进行插值、分割处理，使得两个图像采集装置采集到的图像对应的目标区域相同，且图像大小与分辨率也相同。由于第一图像采集装置和第二图像采集装置在装配时存在误差，故上述该第一图像采集装置和第二图像采集装置的图像采集靶面大小相等、分辨率相同以及焦距相同应理解为：该第一图像采集装置和第二图像采集装置的图像采集靶面大小、分辨力和焦距为在允许误差的范围内的相同。

而且，上述图像包括照片或者视频，当上述图像为视频时，所述第一图像采集装置和第二图像采集装置的采集频率同步，或者若第一图像采集装置和第二图像采集装置的采集频率不同步，则通过图像插值的方式获得频率一致的视频图像。

请参阅图6，图6是本发明图像采集方法一实施例的流程图。本实施例中，该图像采集方法应用于上述采集系统，包括以下步骤：

S61：利用第一图像采集装置采集经第一半透半反镜透射得到的目标的包含第一光线特征的第一图像和包含第二光线特征的第二图像，并利用第二图像采集装置采集经所述第一半透半反镜反射得到的所述目标的第三图像。

其中，如上述实施例所述，第一图像采集装置的第一光轴与所述第二图像采集装置的第二光轴正交，且所述半透半反镜设置于所述第一光轴与所述第二光轴的相交处，所述第一光轴经所述半透半反镜透射后与所述第二光轴经所述半透半反镜反射后重合。并且，第一图像采集装置是在上述的激光投影模组投射激光时采集得到的第一图像和第二图像。

在另一实施例中，上述S61也可为利用所述第一图像采集装置采集经所述第一半透半反镜反射得到的目标的包含所述第一光线特征的第一图像和包含所述第二光线特征的第二图像，并利用所述第二图像采集装置用于采集经所述第一半透半反镜投射得到的所述目标的第三图像。

S62：对所述第一图像和/或所述第二图像进行处理。

例如，所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置中的一个为彩色相机，另一个为激光相机，所述第一激光光源和第二激光光源的其中一个是结构光激光光源，所述第一图像和第二图像的一个为激光图像，另一个为结构光激光图像，所述第三图像为彩色图像。该S62包括：采用结构光三角法对采集得到的结构光激光图像进行计算得到所述目标的深度图像。

又例如，该S62还包括：对采集得到图像进行平滑、去噪处理；和/或，对所述第一图像和/或第二图像进行插值、分割处理。

可以理解的是，在其他实施例中，该采集方法也可不包括上述S62。

上述方案中，通过将第一图像采集装置和第二图像采集装置进行以光轴正交设置，并采用第一半透半反镜设置在光轴正交处且两个图像采集装置的光轴经第一半透半反镜后重合，使得目标光线分别通过第一半透半反镜透射和反射后，到达第一图像采集装置和第二图像采集装置后的成像位置相同，即第一图像采集装置采集的图像和第二图像采集装置采集的图像的对应像素相对于其采集装置中心位置相同，故实现了采集得到的第一图像、第二图像与第三图像之间无像素视差。而且，该激光投影模组设置有两种激光光源，且两种激光光源交替发光投射至目标上，故当该激光投影模组中的第一激光光源向目标投射第一光线时，图像采集装置可采集得到该目标的包含第一光线特征的第一图像，当第二激光光源向目标投射第二光线时，图像采集装置可采集得到该目标的包含第二光线特征的第二图像，实现了同一图像采集装置利用同一该激光投影模组采集得到两种类型图像，即，采用较少设备资源实现同步获得多种图像，成本低，且也减小的设备体积，另外，该两种类型图像均是有图像采集装置直接获得，而无需经过处理得到，故计算量低。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种多图像采集系统，其特征在于，包括第一图像采集装置、第二图像采集装置、激光投影模组以及第一半透半反镜，所述第一图像采集装置的第一光轴与所述第二图像采集装置的第二光轴正交，且所述第一半透半反镜设置于所述第一光轴与所述第二光轴的相交处，所述第一光轴经所述第一半透半反镜透射后与所述第二光轴经所述第一半透半反镜反射后重合；

所述激光投影模组包括第一激光光源、第二激光光源以及出光口；

所述第一激光光源和所述第二激光光源交替发射光，且所述第一激光光源发射的第一光线和所述第二激光光源发射的第二光线经所述出光口投射至所述同一目标上；

所述第一图像采集装置用于采集经所述第一半透半反镜透射得到的目标的包含所述第一光线特征的第一图像和包含所述第二光线特征的第二图像，且所述第二图像采集装置用于采集经所述第一半透半反镜反射得到的所述目标的第三图像，或者

所述第一图像采集装置用于采集经所述第一半透半反镜反射得到的目标的包含所述第一光线特征的第一图像和包含所述第二光线特征的第二图像，且所述第二图像采集装置用于采集经所述第一半透半反镜投射得到的所述目标的第三图像。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述激光投影模组还包括第二半透半反镜，所述第一激光光源的至少部分第一光线与所述第二激光光源的至少部分第二光线正交，且所述第二半透半反镜设置于所述至少部分第一光线与所述至少部分第二光线的相交处，所述至少部分第一光线经所述第二半透半反镜透射后与所述至少部分第二光线经所述第二半透半反镜反射后重合；

所述第一激光光源发射的第一光线经所述第二半透半反镜透射后经所述出光口投射至所述目标上，所述第二激光光源发射的第二光线经所述第二半透半反镜反射后经所述出光口投射至所述目标上。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，位于所述第一激光光源的发光区域中心的第一光线经所述第二半透半反镜透射后与位于所述第二激光光源的发光区域中心的第二光线经所述第二半透半反镜反射后重合。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一半透半反镜和第二半透半反镜中至少一个的透射率和反射率的范围均为20％至80％。

5.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述第一图像采集装置为激光相机，所述第二图像采集装置为彩色相机，所述第一激光光源和第二激光光源其中一个为结构光激光光源，所述第一图像和第二图像中的一个为结构光激光图像，另一个为激光图像，所述第三图像为彩色图像。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括与所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置连接的图像处理装置，用于获取所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置采集的图像，并采用结构光三角法对采集得到的结构光激光图像进行计算得到所述目标的深度图像。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括与所述激光投影模组、第一图像采集装置和所述第二图像采集装置连接的控制装置，用于控制所述激光投影模块交替发射光，以及控制所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置的采集时间和/或采集频率。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统集成于同一设备中。

9.一种图像采集方法，其特征在于，包括：

利用第一图像采集装置采集经第一半透半反镜透射得到的目标的包含第一光线特征的第一图像和包含第二光线特征的第二图像，并利用第二图像采集装置采集经所述第一半透半反镜反射得到的所述目标的第三图像，或者

利用所述第一图像采集装置采集经所述第一半透半反镜反射得到的目标的包含所述第一光线特征的第一图像和包含所述第二光线特征的第二图像，并利用所述第二图像采集装置用于采集经所述第一半透半反镜投射得到的所述目标的第三图像；

其中，第一图像采集装置的第一光轴与所述第二图像采集装置的第二光轴正交，且所述半透半反镜设置于所述第一光轴与所述第二光轴的相交处，所述第一光轴经所述半透半反镜透射后与所述第二光轴经所述半透半反镜反射后重合；

所述第一图像和第二图像是在激光投影模组的第一激光光源和所述第二激光光源交替向所述目标发射第一光线和第二光线时采集得到。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置中的一个为彩色相机，另一个为激光相机，所述第一激光光源和第二激光光源的其中一个是结构光激光光源，所述第一图像和第二图像的一个为激光图像，另一个为结构光激光图像，所述第三图像为彩色图像；

所述方法还包括：

采用结构光三角法对采集得到的结构光激光图像进行计算得到所述目标的深度图像。