[發(fā)明專利]基于雙目結(jié)構(gòu)光的準(zhǔn)確置信度深度攝像機(jī)測(cè)距裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710223583.8
• 申請(qǐng)日: 2017-04-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108693538A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫放;廖鴻宇;明安龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京雷動(dòng)云合智能技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/48
• 分類號(hào): G01S17/48;G01S7/497;G06T5/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種基于雙目結(jié)構(gòu)光的準(zhǔn)確置信度深度攝像機(jī)測(cè)距裝置及方法，該測(cè)距裝置包括結(jié)構(gòu)光發(fā)射組件、光整型組件、成像透鏡組件、第一圖像傳感器、第二圖像傳感器及DSP處理單元；結(jié)構(gòu)光發(fā)射組件發(fā)出的光源照射到前方寬角度范圍內(nèi)的目標(biāo)物體上，反射的折線或曲線與當(dāng)前視場(chǎng)角內(nèi)的物體經(jīng)成像透鏡組件共同成像于所述第一圖像傳感器及第二圖像傳感器上，DSP處理單元分別對(duì)上述成像的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)角度關(guān)系，分別求取寬角度范圍內(nèi)的多點(diǎn)待測(cè)距離。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用戶成本低，可以一次測(cè)量前方寬角度范圍內(nèi)多個(gè)點(diǎn)的距離，并能通過(guò)第一、第二圖像傳感器之間的互相校準(zhǔn)得到更精確的測(cè)距結(jié)果，大大提高了工業(yè)應(yīng)用的置信度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測(cè)距裝置及方法，尤其涉及一種基于雙目結(jié)構(gòu)光的準(zhǔn)確深度攝像機(jī)測(cè)距裝置及方法。

背景技術(shù)

目前，許多室內(nèi)機(jī)器人系統(tǒng)，使用測(cè)距裝置作為主要傳感器，用來(lái)作SLAM算法畫(huà)地圖、定位和避障。

在專利號(hào)201620016536.7，專利名稱：“基于線束激光器和普通攝像頭芯片的多點(diǎn)測(cè)距裝置”專利中記載了基于一個(gè)激光器和一個(gè)圖像傳感器的測(cè)距裝置，也詳細(xì)介紹了基于該測(cè)距裝置的測(cè)距方法，可以實(shí)現(xiàn)一次測(cè)量一個(gè)寬角度范圍內(nèi)多個(gè)點(diǎn)的距離，但是上述測(cè)距裝置對(duì)測(cè)距結(jié)果沒(méi)有給出準(zhǔn)確的置信度。本發(fā)明在上述提到的專利申請(qǐng)文件基礎(chǔ)上提出另外一種新的測(cè)距裝置及方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)存在的不足，提供了一種基于雙目結(jié)構(gòu)光的準(zhǔn)確置信度深度攝像機(jī)測(cè)距裝置及方法，該測(cè)距裝置基于兩個(gè)圖像傳感器獲取成像的圖像數(shù)據(jù)，并通過(guò)對(duì)兩個(gè)圖像傳感器的測(cè)距結(jié)果進(jìn)行比較擬合，可以提高測(cè)量精度并且去除噪點(diǎn)，同時(shí)可以求取寬角度測(cè)距范圍內(nèi)每個(gè)角度方向上測(cè)距結(jié)果的置信度，在工業(yè)應(yīng)用的 SLAM算法中可以發(fā)揮更好的作用。

本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種基于雙目結(jié)構(gòu)光的準(zhǔn)確置信度深度攝像機(jī)測(cè)距裝置，該測(cè)距裝置包括結(jié)構(gòu)光發(fā)射組件、光整型組件、成像透鏡組件、第一圖像傳感器、第二圖像傳感器及DSP處理單元；第一圖像傳感器所在平面以及第二圖像傳感器所在平面分別與所述結(jié)構(gòu)光發(fā)射組件的發(fā)射方向成某一角度設(shè)置；結(jié)構(gòu)光發(fā)射組件經(jīng)過(guò)光整型組件發(fā)出的線束結(jié)構(gòu)光照射到前方寬角度范圍內(nèi)的目標(biāo)物體表面，發(fā)生漫反射，反射的光會(huì)映射為不同的折線線段或者曲線線段，反射的折線或曲線與當(dāng)前視場(chǎng)角內(nèi)的物體經(jīng)成像透鏡組件共同成像于所述第一圖像傳感器上以及所述第二圖像傳感器上，DSP處理單元分別對(duì)上述成像的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)角度關(guān)系，分別求取寬角度范圍內(nèi)的多點(diǎn)待測(cè)距離；并對(duì)兩個(gè)傳感器上得到的待測(cè)距離進(jìn)行比較擬和，確定該方向的待測(cè)距離以及該待測(cè)距離的置信度的高低。

所述的光整型組件安裝在所述結(jié)構(gòu)光發(fā)射組件后端，用于將結(jié)構(gòu)光發(fā)射組件發(fā)出的光源整型為線束結(jié)構(gòu)光；所述的成像透鏡組件進(jìn)一步包括一濾光片，濾光片安裝在所述成像透鏡組件前端，用以濾出結(jié)構(gòu)光發(fā)射組件發(fā)出的特定波長(zhǎng)的光；

所述結(jié)構(gòu)光發(fā)射組件發(fā)出的光源可以為普通照明光源、EL光源、LED光源、以及激光光源；也可以為紅外光源。

所述光整型組件可以為成型透鏡、振動(dòng)片、旋轉(zhuǎn)棱鏡。

該測(cè)距裝置進(jìn)一步包括一基座，所述結(jié)構(gòu)光發(fā)射組件、成像透鏡組件、普通攝像頭芯片及DSP處理單元固定在該基座上。

結(jié)構(gòu)光發(fā)射組件到所述第一圖像傳感器中心的距離范圍為2cm～5cm；結(jié)構(gòu)光發(fā)射組件到所述第二圖像傳感器中心的距離范圍為3cm～8cm。

所述普通攝像頭芯片包括但不限于CCD圖像傳感器、CMOS圖像傳感器。

一種基于雙目結(jié)構(gòu)光的深度攝像機(jī)的測(cè)距方法，包括如下步驟：