一種利用單個攝像機實現(xiàn)雙目視覺三維成像的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用單個攝像機實現(xiàn)雙目視覺三維成像的裝置,包括：置于待測物體后的攝像機，將物體的左視圖影像反射到攝像機的左視圖影像反射組件，將物體的右視圖影像反射到單個攝像機的右視圖影像反射組件。本發(fā)明利用單個攝像機替代了傳統(tǒng)方法中的兩個攝像機，簡化了系統(tǒng)，同時減少了待標定的相機內(nèi)參，降低了系統(tǒng)標定的難度；另外，雙目視覺中，三維成像的深度分辨率與兩相機的距離成正相關(guān)，與物體與相機的距離成反相關(guān)，三個振鏡都可以繞軸旋轉(zhuǎn)，使系統(tǒng)對不同深度的物體都能獲得較高的深度分辨率。
【專利說明】
一種利用單個攝像機實現(xiàn)雙目視覺三維成像的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種三維成像裝置，特別是一種雙目視覺三維成像的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]三維成像在工業(yè)檢測、仿形加工、機器視覺、人工智能等領(lǐng)域具有重要作用。目前三維成像的方法主要是非接觸式的光電檢測方法，而其中雙目視覺法因其結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉被廣泛應(yīng)用。
[0003]傳統(tǒng)的雙目視覺三維成像裝置一般包括左右兩個攝像頭，對兩攝像頭經(jīng)過雙目標定之后，可以得到定標及校準后的左右視圖，利用匹配算法求取其視差圖，得到視差圖后根據(jù)攝像機的內(nèi)外參數(shù)即可重建物體的三維模型。但是由于各種原因，兩個攝像機的內(nèi)參不可能完全相同，再加上外參，需要標定的參數(shù)多達14個，因此定標難度較大，標定準確性也不高，這對最終的三維重建效果影響較大。另外，兩攝像機固定后，成像深度分辨率與物體的距離成反相關(guān)，距離越遠的物體視差越小，分辨率越低，因此對于深度較大的物體無法對整個物體達到較高的精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種利用單個攝像機和振鏡反射的裝置，確保了左視圖和右視圖的內(nèi)參是相同的。另外，三個振鏡鏡可繞軸旋轉(zhuǎn)，使系統(tǒng)可以對不同距離的物體都獲得較高的精度。
[0005]為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種利用單個攝像機實現(xiàn)雙目視覺三維成像的裝置，包括:置于待測物體后的攝像機，將物體的左視圖影像反射到攝像機的左視圖影像反射組件，將物體的右視圖影像反射到單個攝像機的右視圖影像反射組件。
[0006]前述的一種利用單個攝像機實現(xiàn)雙目視覺三維成像的裝置，左視圖影像反射組件包括:中間振鏡，接受中間振鏡反射光的左振鏡，帶動中間振鏡和左振鏡轉(zhuǎn)動到適當位置的電機。
[0007]前述的一種利用單個攝像機實現(xiàn)雙目視覺三維成像的裝置，右視圖影像反射組件包括:中間振鏡，接受中間振鏡反射光的右振鏡，帶動中間振鏡和右振鏡轉(zhuǎn)動到適當位置的電機。
[0008]前述的一種利用單個攝像機實現(xiàn)雙目視覺三維成像的裝置，攝像機的光軸與中間振鏡的反射面夾角成45度。
[0009]前述的一種利用單個攝像機實現(xiàn)雙目視覺三維成像的裝置，左振鏡和右振鏡關(guān)于攝像機的光軸對稱。
[0010]前述的一種利用單個攝像機實現(xiàn)雙目視覺三維成像的裝置，左振鏡、中間振鏡、右振鏡的旋轉(zhuǎn)中心點的連線為直線。
[0011]本發(fā)明的有益之處在于:本發(fā)明利用單個攝像機替代了傳統(tǒng)方法中的兩個攝像機，簡化了系統(tǒng)，同時減少了待標定的相機內(nèi)參，降低了系統(tǒng)標定的難度；另外，雙目視覺中，三維成像的深度分辨率與兩相機的距離成正相關(guān)，與物體與相機的距離成反相關(guān)，三個振鏡都可以繞軸旋轉(zhuǎn)，使系統(tǒng)對不同深度的物體都能獲得較高的深度分辨率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中附圖標記的含義:
I待測物體，2左振鏡，3中間振鏡，4右振鏡，5攝像機，6左視圖影像，7右視圖影像。

【具體實施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。
[0014]一種利用單個攝像機5實現(xiàn)雙目視覺三維成像的裝置，包括:置于待測物體I后的攝像機5，將物體的左視圖影像6反射到攝像機5的左視圖影像6反射組件，將物體的右視圖影像7反射到單個攝像機5的右視圖影像7反射組件。
[0015]左視圖影像6反射組件包括:中間振鏡3，接受中間振鏡3反射光的左振鏡2，帶動中間振鏡3和左振鏡2轉(zhuǎn)動到適當位置的電機。右視圖影像7反射組件包括:中間振鏡3，接受中間振鏡3反射光的右振鏡4，帶動中間振鏡3和右振鏡4轉(zhuǎn)動到適當位置的電機。攝像機5的光軸與中間振鏡3的反射面夾角成45度。左振鏡2和右振鏡4關(guān)于攝像機5的光軸對稱。左振鏡2、中間振鏡3、右振鏡4的旋轉(zhuǎn)中心點的連線為直線。
[0016]如圖1所示，待測物體I放置于攝像機5之前，攝像機5的光軸與中間振鏡3的反射面夾角成45度。左振鏡2和右振鏡4關(guān)于攝像機5的光軸對稱。當中間振鏡3旋轉(zhuǎn)至A位置時，攝像機5經(jīng)中間振鏡3和左振鏡2成像于左攝像機5像處；當中間振鏡3旋轉(zhuǎn)至B位置時，攝像機5經(jīng)中間振鏡3和右振鏡4成像于右攝像機5像處。調(diào)整左振鏡2和右振鏡4的角度，即改變的值，則可以改變左攝像機5像和右攝像機5像距離，且可以改變光軸夾角，從而對不同距離處的物體都能得到較高的深度分辨率。
[0017]本發(fā)明利用單個攝像機5替代了傳統(tǒng)方法中的兩個攝像機5，簡化了系統(tǒng)，同時減少了待標定的相機內(nèi)參，降低了系統(tǒng)標定的難度；另外，雙目視覺中，三維成像的深度分辨率與兩相機的距離成正相關(guān)，與物體與相機的距離成反相關(guān)，三個振鏡都可以繞軸旋轉(zhuǎn)，使系統(tǒng)對不同深度的物體都能獲得較高的深度分辨率。
[0018]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種利用單個攝像機實現(xiàn)雙目視覺三維成像的裝置，其特征在于，包括:置于待測物體后的攝像機，將物體的左視圖反射到上述攝像機成像的左視圖光反射組件，將物體的右視圖反射到上述單個攝像機成像的右視圖光反射組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用單個攝像機實現(xiàn)雙目視覺三維成像的裝置，其特征在于，上述左視圖影像反射組件包括:中間振鏡，接受上述中間振鏡反射光的左振鏡，帶動上述中間振鏡和左振鏡轉(zhuǎn)動到適當位置的電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用單個攝像機實現(xiàn)雙目視覺三維成像的裝置，其特征在于，上述右視圖影像反射組件包括:上述中間振鏡，接受上述中間振鏡反射光的右振鏡，帶動上述中間振鏡和右振鏡轉(zhuǎn)動到適當位置的電機。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用單個攝像機實現(xiàn)雙目視覺三維成像的裝置，其特征在于，上述攝像機的光軸與中間振鏡的反射面夾角成45度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種利用單個攝像機實現(xiàn)雙目視覺三維成像的裝置，其特征在于，上述左振鏡和右振鏡關(guān)于上述攝像機的光軸對稱。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用單個攝像機實現(xiàn)雙目視覺三維成像的裝置，其特征在于，上述左振鏡、中間振鏡、右振鏡的旋轉(zhuǎn)中心點的連線為直線。
【文檔編號】G02B27/22GK104460220SQ201410845052
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】林斌, 俞寶清, 張汝婷 申請人:蘇州江奧光電科技有限公司