[發明專利]雙目視覺三維測量的方法及傳感器

有效

• 申請號: 200910236991.2
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN101699219A
• 公開（公告）日: 2010-04-28
• 發明（設計）人: 陳曉鵬;黃強;田野;李晨
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G01B11/24
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 何文彬

技術領域

本發明涉及計算機視覺技術領域，特別涉及雙目視覺三維測量的方法及傳感器。

背景技術

計算機視覺領域的研究方向之一，就是從攝像機拍攝的二維的圖像信息中獲取感興趣的目標或環境的三維信息。通過運行雙目視覺三維測量算法對二維圖像進行三維測量，可從二維圖像中獲取目標或環境的三維信息。利用雙目視覺三維測量算法獲取三維信息已廣泛應用于安全監控、交通監控、虛擬現實、機器人自主導航等領域。其中，目前都是通過PC機或工控器來運行雙目視覺三維測量算法，對攝像機拍攝的二維圖像進行三維測量，獲得目標或環境的三維信息。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：

PC機需要操作系統支持，因此，在運行雙目視覺三維測量算法時，操作系統需要占用一定量的資源，使得三維測量的速度難于滿足需求，另外，PC機或工控機又具有體積大、功耗大，價格相對較貴的缺點。

發明內容

為了能夠提高三維測量的速度以及避免采用PC機和工控機運行雙目視覺三維測量算法帶來的體積大、功耗大和價格貴的缺點，本發明實施例提供了一種雙目視覺三維測量的方法及傳感器。所述技術方案如下：

一種雙目視覺三維測量的傳感器，所述傳感器包括：

雙目攝像機和控制電路板，所述雙目攝像機包括左右兩攝像機，在所述控制電路板中嵌入包括兩路模數轉換單元、現場可編程邏輯門陣列單元、數字信號處理單元和存儲單元，所述兩路模數轉換單元中的任一路與左攝像機相連，另一路與右攝像機相連，所述現場可編程邏輯門陣列單元分別與所述兩路模數轉換單元和所述數字信號處理單元相連，所述數字信號處理單元與所述存儲單元相連；

所述左右攝像機，用于對同一物體同時進行采集，得到各自采集的模擬圖像信號；

所述兩路模數轉換單元，用于從所述左右攝像機獲取所述模擬圖像信號，并將所述模擬圖像信號轉換成兩幅數字圖像；

所述現場可編程邏輯門陣列單元，用于從所述兩路模數轉換單元獲取所述兩幅數字圖像，并對所述兩幅數字圖像進行濾波，將濾波的兩幅數字圖像傳輸給所述數字信號處理單元；

所述存儲單元包括非運行時程序和數據閃存空間FLASH、運行時程序和數據隨機訪問內存間RAM；

所述FLASH，用于存儲雙目視覺三維測量算法和雙目標定程序；

所述RAM，用于存儲所述數字信號處理單元從所述FLASH復制出來的程序，及所述程序在運行時生成的數據；

所述數字信號處理單元，用于從所述FLASH中獲取所述雙目標定程序，并通過運行所述雙目標定程序對所述雙目攝像機進行標定，得到所述雙目攝像機在世界坐標系下的左攝像機矩陣和所述右攝像機矩陣，從所述現場可編程門陣列單元獲取已濾波的兩幅數字圖像，并從所述存儲單元獲取雙目視覺三維測量算法，根據左攝像機矩陣和右攝像機矩陣，通過運行所述雙目視覺三維測量算法對所述兩幅圖像中的目標進行三維測量。

所述傳感器還包括：數字輸入/輸出單元，與所述數字信號處理單元相連，用于輸入外部的開關量。

所述傳感器還包括：

網絡通信單元，與所述數字信號處理單元相連，用于實現所述數字信號處理單元與外網通信。

所述傳感器還包括：

顯示單元，與所述數字信號處理單元相連，用于顯示三維測量的結果。

所述傳感器還包括：

串行通信單元，與所述數字信號處理單元相連，用于實現所述數字信號處理單元與上位機進行通信。

一種雙目視覺三維測量的方法，所述方法包括：

左攝像機和右攝像機分別在同一時刻進行圖像采集，得到模擬圖像信息；

兩路模擬轉換單元將所述模擬圖像信號轉換成數字圖像；

現場可編程邏輯門陣列單元分別將所述數字圖像分割成方塊，對所述方塊進行濾波，過濾掉方塊中的部分噪音，再將所述濾波后的方塊組成兩幅濾波后的數字圖像；

數字信號處理單元根據左攝像機矩陣和右攝像機矩陣，運行雙目視覺三維測量算法對所述濾波后的數字圖像中的目標進行三維測量。

所述數字信號處理單元根據左攝像機矩陣和右攝像機矩陣，運行雙目視覺三維測量算法對所述濾波后的數字圖像中的目標進行三維測量之前，還包括：

所述數字信號處理單元運行標定程序對所述左攝像機和所述右攝像機進行雙目標定，得到所述左攝像機矩陣和所述右攝像機矩陣。