三維攝像頭模組、終端設(shè)備以及測(cè)距方法
【專利摘要】本發(fā)明的實(shí)施例提供一種三維攝像頭模組、終端設(shè)備以及測(cè)距方法。該三維攝像頭模組包括：基板；第一攝像頭，安裝在所述基板上且朝向第一方向；第二攝像頭，安裝在所述基板上且朝向所述第一方向，其中，所述第一攝像頭的第一光軸和所述第二攝像頭的第二光軸相對(duì)于所述第一攝像頭的鏡頭中心和所述第二攝像頭的鏡頭中心的連線傾斜，所述第一光軸相對(duì)于所述連線第一夾角，所述第二光軸相對(duì)于所述連線第二夾角，所述第一夾角和所述第二夾角至少之一不為90°。通過傾斜設(shè)置攝像頭，能夠提升遠(yuǎn)距離物體的測(cè)距精度，且有利于實(shí)現(xiàn)三維攝像頭模組以及終端設(shè)備的小型化、超薄化，提高便攜程度。
【專利說明】三維攝像頭模組、終端設(shè)備以及測(cè)距方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種三維攝像頭模組、終端設(shè)備以及測(cè)距方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，立體視覺技術(shù)在移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航、智能車導(dǎo)航、三維重建、精密測(cè)量等領(lǐng) 域得到廣泛的應(yīng)用，其是計(jì)算機(jī)被動(dòng)測(cè)距方法中最重要的距離感知技術(shù)。立體視覺測(cè)距的 基本原理是從兩個(gè)視點(diǎn)觀察同一物體，以獲取在不同視角下的感知圖像，通過三角測(cè)量原 理計(jì)算圖像像素間的位置偏差（即視差）來獲取物體的距離信息。
[0003] 在立體視覺測(cè)距技術(shù)中，基于雙攝像頭的雙目立體視覺測(cè)距技術(shù)是重要的一種技 術(shù)，其利用雙攝像頭，判斷同一物體在兩幅成像畫面中位置的不同從而獲取物體的距離。
[0004] 雙目立體視覺測(cè)距根據(jù)景深計(jì)算深度，越遠(yuǎn)的物體分辨率越低。圖1示出了用于 大尺寸的雙目立體視覺裝置（雙目距離12cm)的識(shí)別距離與測(cè)試精度的關(guān)系，其中橫坐標(biāo) 表示攝像頭與物體的距離，縱坐標(biāo)表示在該距離下單位數(shù)據(jù)（例如，1)代表的距離。如圖 1所示，攝像頭與物體的距離越大，單位數(shù)據(jù)代表的距離越大，也就是，測(cè)試精度越低。實(shí)際 中，為了提高遠(yuǎn)距離測(cè)試精度，通常需要增加兩個(gè)攝像頭之間的距離，然而兩個(gè)攝像頭之間 的距離越大，雙目測(cè)距裝置所占的空間的就越大，這勢(shì)必會(huì)增加容置該雙目測(cè)距裝置的終 端設(shè)備的體積，不利于該終端設(shè)備的小型化、超薄化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種三維攝像頭模組、終端設(shè)備以及測(cè)距方法，能夠在攝像 頭之間保持小間距的情況下，提高對(duì)遠(yuǎn)距離物體的測(cè)距精度。
[0006] 一方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種三維攝像頭模組，包括：基板；第一攝像頭，安 裝在所述基板上且朝向第一方向；第二攝像頭，安裝在所述基板上且朝向所述第一方向， 其中，所述第一攝像頭的第一光軸和所述第二攝像頭的第二光軸相對(duì)于所述第一攝像頭的 鏡頭中心和所述第二攝像頭的鏡頭中心的連線傾斜，所述第一光軸相對(duì)于所述連線第一夾 角，所述第二光軸相對(duì)于所述連線第二夾角，所述第一夾角和所述第二夾角至少之一不為 90。。
[0007] 示例性地，所述第一夾角等于所述第二夾角。
[0008] 示例性地，所述第一攝像頭和所述第二攝像頭相對(duì)于通過所述第一攝像頭的鏡頭 中心和所述第二攝像頭的鏡頭中心的連線的中點(diǎn)且與所述連線垂直的軸對(duì)稱設(shè)置。
[0009] 示例性地，所述第一夾角的大于70°且小于90°。
[0010] 示例性地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三維攝像頭模組還包括：存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)所述 第一攝像頭和所述第二攝像頭拍攝的圖像信息；處理單元，處理所述圖像信息；以及控制 單元，控制所述第一攝像頭和所述第二攝像頭的拍攝動(dòng)作。
[0011] 示例性地，所述第一攝像頭包括：第一透鏡組和第一圖像傳感器，所述第二攝像頭 包括：第二透鏡組和第二圖像傳感器。
[0012] 示例性地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三維攝像頭模組還包括：視角補(bǔ)償透鏡單元，用于 增加所述三維攝像頭模組的有效視角。
[0013] 示例性地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三維攝像頭模組還包括：裝載臺(tái)，設(shè)置在所述第一 攝像頭和所述第二攝像頭與所述基板之間，其中所述裝載臺(tái)的設(shè)置有所述第一攝像頭的面 和設(shè)置有所述第二攝像頭的面相對(duì)于所述基板傾斜且關(guān)于通過所述第一攝像頭的鏡頭中 心和所述第二攝像頭的鏡頭中心的連線的中點(diǎn)且與所述連線垂直的軸對(duì)稱。
[0014] 示例性地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三維攝像頭模組還包括：兩個(gè)裝載臺(tái)，分別設(shè)置在 所述第一攝像頭與所述基板之間以及所述第二攝像頭與所述基板之間，其中所述兩個(gè)裝載 臺(tái)的設(shè)置有所述第一攝像頭的面和設(shè)置有所述第二攝像頭的面相對(duì)于所述基板傾斜且關(guān) 于通過所述第一攝像頭的鏡頭中心和所述第二攝像頭的鏡頭中心的連線的中點(diǎn)且與所述 連線垂直的軸對(duì)稱。
[0015] 示例性地，所述基板是印刷電路板或柔性電路板。
[0016] 示例性地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三維攝像頭模組還包括：兩個(gè)印刷電路板，每個(gè)印 刷電路板相對(duì)于所述基板傾斜，其中一個(gè)印刷電路板上設(shè)置有所述第一攝像頭，另一個(gè)印 刷電路板上設(shè)置有所述第二攝像頭，所述兩個(gè)印刷電路板關(guān)于通過所述第一攝像頭的鏡頭 中心和所述第二攝像頭的鏡頭中心的連線的中點(diǎn)且與所述連線垂直的軸對(duì)稱。
[0017] 示例性地，所述基板的設(shè)置有所述第一和第二攝像頭的一側(cè)形成有關(guān)于通過所述 第一攝像頭的鏡頭中心和所述第二攝像頭的鏡頭中心的連線的中點(diǎn)且與所述連線垂直的 軸對(duì)稱的斜坡。
[0018] 示例性地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三維攝像頭模組還包括：兩個(gè)裝載臺(tái)，分別設(shè)置在 所述兩個(gè)印刷電路板與所述基板之間，其中所述兩個(gè)裝載臺(tái)的設(shè)置有所述第一攝像頭的面 和設(shè)置有所述第二攝像頭的面相對(duì)于所述基板傾斜且關(guān)于通過所述第一攝像頭的鏡頭中 心和所述第二攝像頭的鏡頭中心的連線的中點(diǎn)且與所述連線垂直的軸對(duì)稱。
[0019] 示例性地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三維攝像頭模組還包括：裝載臺(tái)，設(shè)置在所述兩個(gè) 印刷電路板與所述基板之間，其中所述裝載臺(tái)的設(shè)置所述第一攝像頭的面和設(shè)置有所述第 二攝像頭的面相對(duì)于所述基板傾斜且關(guān)于通過所述第一攝像頭的鏡頭中心和所述第二攝 像頭的鏡頭中心的連線的中點(diǎn)且與所述連線垂直的軸對(duì)稱。
[0020] 示例性地，所述第一攝像頭和所述第二攝像頭是相同的攝像頭。
[0021] 另一方面，本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種終端設(shè)備，包括：如上所述的三維攝像頭模 組。
[0022] 示例性地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的終端設(shè)備，還包括：外殼，其中所述外殼中形成有 攝像頭孔，所述三維攝像頭模組設(shè)置在所述外殼內(nèi)且所述第一攝像頭和所述第二攝像頭通 過所述攝像頭孔暴露到外部。
[0023] 示例性地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的終端設(shè)備，還包括：外殼，其中所述三維攝像頭模 組安裝在所述外殼外部。
[0024] 再一方面，本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種測(cè)距方法，包括：
[0025] 利用第一拍攝裝置和第二拍攝裝置分別采集待測(cè)物體的影像；
[0026] 根據(jù)所述待測(cè)物體在所述第一拍攝裝置和所述第二拍攝裝置中所成的第一像點(diǎn) 和第二像點(diǎn)的坐標(biāo)之差A(yù)X或Ay，確定所述待測(cè)物體到所述第一拍攝裝置的鏡頭中心和 所述第二拍攝裝置的鏡頭中心的所述連線的垂直距離h，
[0027] 其中所述第一拍攝裝置和所述第二拍攝裝置朝向同一個(gè)方向，且所述第一拍攝裝 置的第一光軸和所述第二拍攝裝置的第二光軸相對(duì)于所述第一拍攝裝置的鏡頭中心和所 述第二拍攝裝置的鏡頭中心的連線傾斜，所述第一光軸相對(duì)于所述連線具有第一夾角，所 述第二光軸相對(duì)于所述連線具有第二夾角，所述第一夾角和所述第二夾角至少之一不為90 度。
[0028] 示例性地，所述第一夾角等于所述第二夾角，所述根據(jù)所述待測(cè)物體在所述第一 拍攝裝置和所述第二拍攝裝置中所成的第一像點(diǎn)和第二像點(diǎn)的坐標(biāo)之差A(yù)X或Ay，確定 所述待測(cè)物體到所述第一拍攝裝置的鏡頭中心和所述第二拍攝裝置的鏡頭中心的所述連 線的垂直距離h，包括：利用公式

【權(quán)利要求】
1. 一種三維攝像頭模組，包括： 基板； 第一攝像頭，安裝在所述基板上且朝向第一方向； 第二攝像頭，安裝在所述基板上且朝向所述第一方向， 其中，所述第一攝像頭的第一光軸和所述第二攝像頭的第二光軸相對(duì)于所述第一攝像 頭的鏡頭中心和所述第二攝像頭的鏡頭中心的連線傾斜，所述第一光軸相對(duì)于所述連線第 一夾角，所述第二光軸相對(duì)于所述連線第二夾角，所述第一夾角和所述第二夾角至少之一 不為90。。
2.如權(quán)利要求1所述的三維攝像頭模組，其中所述第一夾角等于所述第二夾角。
3.如權(quán)利要求1所述的三維攝像頭模組，其中所述第一攝像頭和所述第二攝像頭相對(duì) 于通過所述第一攝像頭的鏡頭中心和所述第二攝像頭的鏡頭中心的連線的中點(diǎn)且與所述 連線垂直的軸對(duì)稱設(shè)置。
4.如權(quán)利要求2所述的三維攝像頭模組，其中所述第一夾角大于70°且小于90°。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的三維攝像頭模組，還包括： 存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)所述第一攝像頭和所述第二攝像頭拍攝的圖像信息； 處理單元，用于處理所述圖像信息；以及 控制單元，用于控制所述第一攝像頭和所述第二攝像頭的拍攝動(dòng)作。
6.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的三維攝像頭模組，其中所述第一攝像頭包括：第一 透鏡組和第一圖像傳感器， 所述第二攝像頭包括：第二透鏡組和第二圖像傳感器。
7.如權(quán)利要求6中所述的三維攝像頭模組，還包括：視角補(bǔ)償透鏡單元，用于增加所述 三維攝像頭模組的有效視角。
8.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的三維攝像頭模組，還包括：裝載臺(tái)，設(shè)置在所述第一 攝像頭和所述第二攝像頭與所述基板之間， 其中所述裝載臺(tái)的設(shè)置有所述第一攝像頭的側(cè)面和設(shè)置有所述第二攝像頭的側(cè)面相 對(duì)于所述基板傾斜，且關(guān)于通過所述第一攝像頭的鏡頭中心和所述第二攝像頭的鏡頭中心 的連線的中點(diǎn)且與所述連線垂直的軸對(duì)稱。
9.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的三維攝像頭模組，還包括：兩個(gè)裝載臺(tái)，分別設(shè)置在 所述第一攝像頭與所述基板之間以及所述第二攝像頭與所述基板之間， 其中所述兩個(gè)裝載臺(tái)的設(shè)置有所述第一攝像頭的側(cè)面和設(shè)置有所述第二攝像頭的側(cè) 面相對(duì)于所述基板傾斜，且關(guān)于通過所述第一攝像頭的鏡頭中心和所述第二攝像頭的鏡頭 中心的連線的中點(diǎn)且與所述連線垂直的軸對(duì)稱。
10.如權(quán)利要求8或9所述三維攝像頭模組，其中所述基板是印刷電路板或柔性電路 板。
11.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的三維攝像頭模組，還包括：兩個(gè)印刷電路板，每個(gè) 印刷電路板相對(duì)于所述基板傾斜， 其中一個(gè)印刷電路板上設(shè)置有所述第一攝像頭，另一個(gè)印刷電路板上設(shè)置有所述第二 攝像頭，所述兩個(gè)印刷電路板關(guān)于通過所述第一攝像頭的鏡頭中心和所述第二攝像頭的鏡 頭中心的連線的中點(diǎn)且與所述連線垂直的軸對(duì)稱。
12. 如權(quán)利要求11所述的三維攝像頭模組，其中所述基板的設(shè)置有所述第一和第二攝 像頭的一側(cè)形成有關(guān)于通過所述第一攝像頭的鏡頭中心和所述第二攝像頭的鏡頭中心的 連線的中點(diǎn)且與所述連線垂直的軸對(duì)稱的斜坡。
13.如權(quán)利要求11所述的三維攝像頭模組，還包括：兩個(gè)裝載臺(tái)，分別設(shè)置在所述兩個(gè) 印刷電路板與所述基板之間， 其中所述兩個(gè)裝載臺(tái)的設(shè)置有所述第一攝像頭的側(cè)面和設(shè)置有所述第二攝像頭的側(cè) 面相對(duì)于所述基板傾斜，且關(guān)于通過所述第一攝像頭的鏡頭中心和所述第二攝像頭的鏡頭 中心的連線的中點(diǎn)且與所述連線垂直的軸對(duì)稱。
14.如權(quán)利要求11所述的三維攝像頭模組，還包括：裝載臺(tái)，設(shè)置在所述兩個(gè)印刷電路 板與所述基板之間， 其中所述裝載臺(tái)的設(shè)置所述第一攝像頭的側(cè)面和設(shè)置有所述第二攝像頭的側(cè)面相對(duì) 于所述基板傾斜，且關(guān)于通過所述第一攝像頭的鏡頭中心和所述第二攝像頭的鏡頭中心的 連線的中點(diǎn)且與所述連線垂直的軸對(duì)稱。
15.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的三維攝像頭模組，其中所述第一攝像頭和所述第 二攝像頭是相同的攝像頭。
16. -種終端設(shè)備，包括：如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的三維攝像頭模組。
17.如權(quán)利要求16所述的終端設(shè)備，還包括：外殼， 其中所述外殼中形成有攝像頭孔，所述三維攝像頭模組設(shè)置在所述外殼內(nèi)且所述第一 攝像頭和所述第二攝像頭通過所述攝像頭孔暴露到外部。
18.如權(quán)利要求16所述的終端設(shè)備，還包括：外殼， 其中所述三維攝像頭模組安裝在所述外殼外部。
19.一種測(cè)距方法，包括： 利用第一拍攝裝置和第二拍攝裝置分別采集待測(cè)物體的影像； 根據(jù)所述待測(cè)物體在所述第一拍攝裝置和所述第二拍攝裝置中所成的第一像點(diǎn)和第 二像點(diǎn)的坐標(biāo)之差A(yù)x或Ay，確定所述待測(cè)物體到所述第一拍攝裝置的鏡頭中心和所述 第二拍攝裝置的鏡頭中心的所述連線的垂直距離h， 其中所述第一拍攝裝置和所述第二拍攝裝置朝向同一個(gè)方向，且所述第一拍攝裝置的 第一光軸和所述第二拍攝裝置的第二光軸相對(duì)于所述第一拍攝裝置的鏡頭中心和所述第 二拍攝裝置的鏡頭中心的連線傾斜，所述第一光軸相對(duì)于所述連線具有第一夾角，所述第 二光軸相對(duì)于所述連線具有第二夾角，所述第一夾角和所述第二夾角至少之一不為90度。
20. 如權(quán)利要求19所述的測(cè)距方法，其中所述第一夾角等于所述第二夾角，所述根據(jù) 所述待測(cè)物體在所述第一拍攝裝置和所述第二拍攝裝置中所成的第一像點(diǎn)和第二像點(diǎn)的 坐標(biāo)之差A(yù)x或Ay，確定所述待測(cè)物體到所述第一拍攝裝置的鏡頭中心和所述第二拍攝 裝置的鏡頭中心的所述連線的垂直距離h，包括：利用公式：
確定所述距離h，其中所述X1^P y是所述第一像點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，X jP yK是所述 第二像點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，d是所述所述第一拍攝裝置的鏡頭中心和所述第二拍攝裝置 的鏡頭中心之間的距離，f是第一拍攝裝置和第二拍攝裝置的焦距，0是所述第一夾角的 余角，所述第一夾角等于所述第二夾角，所述第一拍攝裝置和所述第二拍攝裝置完全相同。
【文檔編號(hào)】H04N13/02GK104506842SQ201510020530
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2015年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月15日
【發(fā)明者】趙星星, 牟鑫鑫 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司