[發(fā)明專利]一種雙目視覺相機硬件系統(tǒng)、三維場景重建系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN109254579B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設計）人: 劉玉;葉卉;劉元偉;鮑鳳卿;盧遠志;劉奮
• 申請（專利權(quán)）人: 上海汽車集團股份有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京信遠達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11304
• 代理人: 魏曉波

本發(fā)明公開了一種雙目視覺相機硬件系統(tǒng)、三維場景重建系統(tǒng)及方法，三維場景重建系統(tǒng)包括ECU、雙目視覺相機硬件系統(tǒng)和GPS模塊，當ECU根據(jù)GPS模塊傳回的導航信息，確定車輛與前方轉(zhuǎn)彎位置之間的距離達到預設距離時，ECU控制雙目視覺相機在預設旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)往復同步轉(zhuǎn)動，采集車輛前方180°視場內(nèi)圖像數(shù)據(jù)，并基于運動恢復結(jié)構(gòu)原理和即時定位與地圖構(gòu)建原理，對左相機和右相機分別采集的車輛前方180°視場內(nèi)圖像數(shù)據(jù)進行三維場景重建，得到車輛前方180°視角范圍內(nèi)的三維場景重建圖像。本發(fā)明僅采用一套具有一維旋轉(zhuǎn)功能的雙目視覺相機即可實現(xiàn)對車輛前方180°視角范圍內(nèi)的圖像采集，從而減少了三維場景重建的硬件成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三維場景重建技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種雙目視覺相機硬件系統(tǒng)、三維場景重建系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

自動駕駛汽車，又稱無人駕駛汽車、電腦駕駛汽車、或輪式移動機器人，是一種通過電腦系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛的智能汽車。隨著自動駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展，自動駕駛汽車對周圍環(huán)境感知能力的要求越來越高。

目前，自動駕駛汽車主要基于對當前環(huán)境重建的三維場景實現(xiàn)車輛自動轉(zhuǎn)彎功能，實現(xiàn)三維場景重建的技術(shù)有多種，如高精度的RTK(Real-time kinematic，實時動態(tài)差分法)技術(shù)、高成本的激光雷達技術(shù)或者機器視覺技術(shù)。考慮到基于機器視覺技術(shù)的方式成本相對低廉，因此，很多車企采用基于機器視覺技術(shù)對車輛當前環(huán)境的三維場景進行重建，使車輛基于該三維場景實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)彎。

在基于機器視覺技術(shù)進行三維場景重建時，主要基于雙目視覺相機實現(xiàn)，由于雙目視覺相機的視角有限，一般在40°～60°之間，無法覆蓋車輛前方180°的視角范圍，所以為保證三維場景重建精度，實現(xiàn)車輛自動轉(zhuǎn)彎功能，通常會對車輛配置多套雙目視覺相機，以采集車輛前方180°視角范圍內(nèi)的圖像。然而，對車輛配置多套雙目視覺相機，會導致三維場景重建的硬件成本增加。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明公開一種雙目視覺相機硬件系統(tǒng)、三維場景重建系統(tǒng)及方法，以解決傳統(tǒng)方案中，在采集車輛前方180°視角范圍內(nèi)的圖像時，因需要對車輛配置多套雙目視覺相機，而導致的三維場景重建的硬件成本增加的問題。

一種雙目視覺相機硬件系統(tǒng)，包括：雙目視覺相機、減速傳動裝置、步進電機和步進電機控制器，其中，所述雙目視覺相機包括：左相機、右相機以及固定所述左相機和所述右相機的支架；

所述步進電機控制器的輸出端與所述步進電機的控制端連接，所述步進電機的電機輸出軸連接所述減速傳動裝置，所述減速傳動裝置的中心轉(zhuǎn)軸安裝用于固定所述左相機和所述右相機的所述支架；

所述步進電機根據(jù)所述步進電機控制器輸出的控制信號，驅(qū)動所述減速傳動裝置旋轉(zhuǎn)，并帶動安裝在所述減速傳動裝置的中心轉(zhuǎn)軸上的所述支架旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)固定在所述支架上的所述左相機和所述右相機在預設旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)往復同步轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選的，所述雙目視覺相機的相鄰兩幀之間的相機光軸旋轉(zhuǎn)角度等于預設角度。

一種三維場景重建系統(tǒng)，包括：電子控制單元ECU、GPS模塊和權(quán)利要求1所述的雙目視覺相機，其中，所述雙目視覺相機的左相機和右相機沿車輛中心線水平對稱放置；