[實用新型]一種基于平面鏡成像的單攝像機立體視覺傳感器裝置

有效

• 申請號: 201420365842.2
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN204100990U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 馮曉鋒;廖友軍;周原;陳穎
• 申請（專利權）人: 馮曉鋒
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

技術領域

本實用新型屬于視覺傳感器領域，尤其涉及一種基于平面鏡成像的單攝像機立體視覺傳感器裝置。?

背景技術

視覺傳感器以非接觸性、測量精度高、響應速度快等特點被廣泛地應用到在線測量、質量監控、裝備制造、自動化控制等諸多領域。傳統的雙目視覺傳感器是基于視差原理，利用兩臺交叉擺放的攝像機從不同角度觀察同一被測物體，獲取同一物體特征點的圖像坐標，來完成目標點的三維測量。但該方法存在一定的缺點：一方面，對于動態測量來說，由于兩臺攝像機的工作狀態不可能完全同步從而降低了測量精度；另一方面，對于某些場合，由于對視覺傳感器的體積及重量要求嚴格，兩臺攝像機組成的視覺傳感器難以滿足要求。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種基于平面鏡成像的單攝像機立體視覺傳感器裝置，旨在解決利用兩臺交叉擺放的攝像機完成目標點的三維測量降低了測量精度，結構復雜，調節不方便的問題。?

本實用新型是這樣實現的，一種基于平面鏡成像的單攝像機立體視覺傳感器裝置如圖2所示，以真實攝像機和虛擬攝像機的光心連線為X軸，鏡子所在方向為Z軸，兩軸的交點O為坐標原點建立坐標系，光軸與X軸的夾角為θ，攝像機的視場角為2α，光心A到原點O的距離為l，平面鏡邊緣入射光線BA與X軸夾角為β。?

設平面鏡長度為L，由幾何關系可得：?

基線距B＝2l?

攝像機光心距離坐標原點的距離為：?

l=Ltan(θ-α)tanβ-tan(θ-α)]]>

攝像機光心相對于平面反射鏡的擺放角度θ為：?

θ＝arctan(tanβ-L/l)+α?

其中，θ-α<β<=θ+αθ-α>0,θ+α<π/2]]>

由上述兩式確定了攝像機和平面鏡之間的相對位置關系。?

進一步，如圖2所示，基于平面鏡成像的單攝像機立體視覺傳感器裝置的視場分析如下：?

成像范圍為BB’CD；?

DC所在的直線方程為：z＝(-x+l)tan(θ+α)?

DB所在的直線方程為：z＝(x+l)tanβ?

B’C所在的直線方程為：z＝(x+l)tan(θ-α))?

BB’所在的直線方程為：x＝0?

對于目標物點(x’y’z’)和其虛像要同時落入視場范圍內，需要滿足：?

(-x′+l)tan(θ+α)＜(-x+l)tan(θ+α)?

(x′+l)tanβ＜(x+l)tanβ?

(x′+l)tan(θ-α)＞(x+l)tan(θ-α)?

x′＜0?

根據幾何關系，可得x方向最大視場為：?