[發(fā)明專利]立體相機(jī)單元

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410089902.7
• 申請(qǐng)日: 2014-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN104065856A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高橋靖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 富士重工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H04N5/225
• 分類號(hào): H04N5/225;H04N13/00;G03B35/00
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星;李云霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于三維測(cè)量的立體相機(jī)單元，尤其涉及一種將多個(gè)拍攝器件以預(yù)定的位置關(guān)系固定在相機(jī)托架的立體相機(jī)單元。

背景技術(shù)

目前，作為基于圖像的三維測(cè)量技術(shù)已知有如下的圖像處理：用左右的相機(jī)（立體相機(jī)）從不同的位置拍攝對(duì)象物，基于所拍攝的一對(duì)圖像來求出兩圖像的相關(guān)性，從針對(duì)同一物體的視差中算出距離。這種圖像處理采用如下的所謂的立體法：使用設(shè)置在相機(jī)的圖像傳感器的受光面之間的間隔（相機(jī)基線長(zhǎng)度）和焦距等的預(yù)先設(shè)置的相機(jī)參數(shù)，依據(jù)三角測(cè)量的原理，求出立體相機(jī)和對(duì)象物之間的距離。針對(duì)根據(jù)此立體法的圖像處理而言，使從立體相機(jī)獲得的兩個(gè)圖像信號(hào)依次移位并重合而求出兩個(gè)圖像信號(hào)一致時(shí)的位置。

用立體法測(cè)量的距離的精度依賴于相機(jī)的安裝位置的精度。因此，當(dāng)相機(jī)的受光面的位置有偏移時(shí)，測(cè)量距離和實(shí)際的距離之間會(huì)有誤差。

在下述專利文獻(xiàn)1中記載有用于減小該誤差的技術(shù)。具體地，參照?qǐng)D3以及該說明部分可知，將設(shè)置在配置于相機(jī)托架4的相機(jī)本體11的傳感器容納部13的底面13a、右側(cè)壁13c以及下側(cè)壁13c用作針對(duì)圖像傳感器12的背面、右側(cè)面以及下側(cè)面的定位基準(zhǔn)面。據(jù)此，通過彈性薄片18的彈力，使相機(jī)本體11的背面緊壓于傳感器容納部13的底面，從而準(zhǔn)確地固定該位置。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2009-265412號(hào)公報(bào)

但是，在上述技術(shù)中，有時(shí)無法將所使用的相機(jī)適當(dāng)?shù)毓潭ㄔ谙鄼C(jī)托架。

具體地，在上述背景技術(shù)中，作為立體法中所使用的圖像傳感器使用了較大型的電荷耦合元件（CCD：Charge Coupled Device）傳感器。由此，利用彈性部件的作用力，可使傳感器自身的特定部位接觸到相機(jī)單元的其他部位，從而對(duì)傳感器進(jìn)行定位。

另外，有時(shí)使用互補(bǔ)金屬氧化半導(dǎo)體（CMOS：Complementar y Metal Oxide Semiconductor）傳感器而作為代替CCD的拍攝器件。CMOS傳感器原理上對(duì)太陽光的逆光也不會(huì)產(chǎn)生漏光（smear），因此適合當(dāng)作車載用圖像傳感器。

但是，相比CCD傳感器，CMOS傳感器較為小型，因此通過彈性部件的作用力，難以將這種小型的CMOS傳感器定位到立體相機(jī)單元的特定的部位。

作為針對(duì)該問題的處理方法可考慮如下結(jié)構(gòu)：將小型的CMOS傳感器安裝在安裝基板，并且將該安裝基板固定在相機(jī)托架。但是，一般來說，由環(huán)氧樹脂玻璃（glass epoxy）構(gòu)成的安裝基板的熱膨脹率和由鋁等金屬構(gòu)成的相機(jī)托架的熱膨脹率不同。具體地，由鋁構(gòu)成的相機(jī)托架的熱膨脹率為22×10^-6/度，相對(duì)于此，由環(huán)氧樹脂玻璃構(gòu)成的安裝基板的熱膨脹率為15×10^-6/度。因此，因溫度變化引起的兩者的膨脹量不同，導(dǎo)致固定在相機(jī)托架的透鏡和安裝在安裝基板的CMOS傳感器的相對(duì)位置產(chǎn)生變化，獲得的圖像也受到該位置變化的影響。據(jù)此，從圖像導(dǎo)出來的核線（epipolar line）的位置也不準(zhǔn)確，當(dāng)用立體法在左圖像查找與右圖像的相同的點(diǎn)時(shí)無法找到相同的點(diǎn)，進(jìn)而無法算出準(zhǔn)確的距離數(shù)據(jù)。

而且，作為安裝基板而使用樹脂材料時(shí)產(chǎn)生蠕變，據(jù)此即使通過螺栓向安裝基板施加軸向力，隨著安裝基板變薄而螺栓也變得松弛，所以安裝在安裝基板的拍攝器件的位置有可能從預(yù)定的地方發(fā)生位置變化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于這種問題而提出的，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠準(zhǔn)確地算出距離數(shù)據(jù)的立體相機(jī)單元。

本發(fā)明的立體相機(jī)單元具備：相機(jī)托架；一對(duì)透鏡，固定在所述相機(jī)托架且聚集由外部入射的光；拍攝器件，與所述一對(duì)透鏡對(duì)應(yīng)地配置，以接收由所述透鏡聚集的光；安裝基板，安裝有各個(gè)所述拍攝器件，同時(shí)固定在所述相機(jī)托架，采用金屬芯基板作為所述安裝基板，所述金屬芯基板使用與所述相機(jī)托架相同種類的金屬作為芯基材。

在本發(fā)明中，將安裝有拍攝器件的安裝基板固定到相機(jī)托架，從而確定固定在相機(jī)托架的透鏡和拍攝器件之間的位置。尤其，采用金屬芯基板作為所述安裝基板，所述金屬芯基板將與相機(jī)托架相同種類的金屬材料作為芯基材而具備。因此，安裝基板和相機(jī)托架的熱膨脹率近似，不會(huì)因溫度變化引起透鏡和拍攝器件之間的相對(duì)位置產(chǎn)生較大變化。據(jù)此，能夠提高根據(jù)立體法進(jìn)行的距離圖像的計(jì)算的精度。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的立體相機(jī)單元的圖，（A）是示出立體相機(jī)單元的主視圖，（B）為示出立體相機(jī)單元的電氣構(gòu)成的框圖。