[實(shí)用新型]大視角3D視覺(jué)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720569700.1
• 申請(qǐng)日: 2017-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206740128U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉賢焯;許星
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳奧比中光科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01C11/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C11/00;G01C11/02
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44223
• 代理人: 江耀純

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及光學(xué)及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大視角3D視覺(jué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

獲取目標(biāo)的深度信息有助于智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)更好的認(rèn)識(shí)和理解，人類(lèi)通過(guò)雙眼來(lái)感知目標(biāo)的深度以此實(shí)現(xiàn)精確的抓取、躲避，因而對(duì)于一些智能化設(shè)備，例如機(jī)器人，通過(guò)配備3D相機(jī)來(lái)獲取3D感知能力，進(jìn)一步可以實(shí)現(xiàn)3D掃描、場(chǎng)景建模、手勢(shì)交互、SLAM、導(dǎo)航等任務(wù)。因此，在未來(lái)3D視覺(jué)將會(huì)逐漸成為智能設(shè)備必不可少的部分。

然而目前的3D相機(jī)在性能與成本之間往往難以達(dá)到較好的平衡，比如成本較低的KINECT等3D相機(jī)可用作智能設(shè)備的3D視覺(jué)系統(tǒng)，然而由于其視場(chǎng)角有限，因此在很多應(yīng)用中也受到很大的限制，比如難以快速對(duì)場(chǎng)景建模、或者由于視野內(nèi)特征點(diǎn)較小使得數(shù)據(jù)融合時(shí)帶來(lái)較大的誤差；還有一視場(chǎng)角大的3D視覺(jué)系統(tǒng)，比如激光雷達(dá)，然而一方面成本高，另一方面獲取的場(chǎng)景深度信息的分辨率非常有限，難以用來(lái)執(zhí)行更加繁雜的任務(wù)，比如體感交互、避障等。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的3D視覺(jué)系統(tǒng)不能同時(shí)具有大的視場(chǎng)角和高的分辨率的問(wèn)題，提出一種大視角3D視覺(jué)系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的大視角3D視覺(jué)系統(tǒng)，包括：固定支架；至少2個(gè)深度獲取單元，用于獨(dú)立或同步地獲取目標(biāo)深度圖像；所述至少2深度獲取單元以圓弧形式分布在所述固定支架上。

優(yōu)選地，當(dāng)單個(gè)所述深度獲取單元的視場(chǎng)角、相鄰所述深度獲取單元的光心的基線(xiàn)間距和所述深度獲取單元的最小測(cè)量范圍值確定時(shí)，所述深度獲取單元中的相鄰深度獲取單元的組合視場(chǎng)角為一固定值，所述固定值為所述3D視覺(jué)系統(tǒng)在測(cè)量范圍內(nèi)沒(méi)有盲區(qū)的情形下能夠?qū)崿F(xiàn)的最大組合視場(chǎng)角。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果有：

本實(shí)用新型采用多個(gè)深度獲取單元以圓弧形式分布來(lái)擴(kuò)大視場(chǎng)角，相對(duì)于已有方案中的單個(gè)深度相機(jī)，本實(shí)用新型具有更大的視場(chǎng)角，結(jié)合融合單元可以實(shí)現(xiàn)更大視角和更高空間分辨率的深度圖像采集；相對(duì)于已有方案中的激光雷達(dá)而言，本實(shí)用新型具有明顯的成本以及空間分辨率優(yōu)勢(shì)。

進(jìn)一步地，在定義了所述深度獲取單元的最小測(cè)量范圍值h和相鄰深度獲取單元光心的基線(xiàn)間距b的前提下，通過(guò)合理地設(shè)置深度獲取單元的位置，可以保證在測(cè)量范圍內(nèi)沒(méi)有盲區(qū)的情形下實(shí)現(xiàn)最大的組合視場(chǎng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的3D視覺(jué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的3D視覺(jué)系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的3D視覺(jué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的3D視覺(jué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的3D視覺(jué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的3D視覺(jué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式并對(duì)照附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，除非另外特別說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本實(shí)用新型的范圍及其應(yīng)用。

3D視覺(jué)系統(tǒng)(如深度相機(jī)、激光雷達(dá))用于獲取目標(biāo)空間中的深度信息，比如激光雷達(dá)可以獲取目標(biāo)空間中某一水平面上360度的深度信息，這種深度信息盡管是一維的，空間分辨率較低，但擁有360度的大視角；又如利用深度相機(jī)可以獲取目標(biāo)空間中水平及垂直FOV分別為60度及40度的深度信息，這種深度信息是二維的，擁有非常高的空間分辨率，但每個(gè)方向上的視場(chǎng)角都較小。在許多應(yīng)用中，往往要求3D視覺(jué)系統(tǒng)即擁有某一方向上的大視角，也要求有非常高的空間分辨率。本實(shí)用新型提出一種大視角(視場(chǎng)、FOV)的3D視覺(jué)系統(tǒng)，通過(guò)將多個(gè)深度相機(jī)進(jìn)行合理的布置，或者通過(guò)多個(gè)深度獲取單元組成一個(gè)整體的深度相機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)大視角、高空間分辨率的深度測(cè)量，在一種實(shí)施方式中，在其中一個(gè)方向上的FOV可以達(dá)到180度。以下將通過(guò)圖1～圖6來(lái)詳細(xì)地說(shuō)明本實(shí)用新型的原理。