CN105627995B - 摄像装置、转动装置、测距装置、测距系统和测距方法 - Google Patents

摄像装置、转动装置、测距装置、测距系统和测距方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105627995B
CN105627995B CN201610196256.3A CN201610196256A CN105627995B CN 105627995 B CN105627995 B CN 105627995B CN 201610196256 A CN201610196256 A CN 201610196256A CN 105627995 B CN105627995 B CN 105627995B
Authority
CN
China
Prior art keywords
camera
projection
plane
sensor devices
target object
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610196256.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105627995A (zh
Inventor
武延兵
张兴
王漪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Peking University
BOE Technology Group Co Ltd
Original Assignee
Peking University
BOE Technology Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peking University, BOE Technology Group Co Ltd filed Critical Peking University
Priority to CN201610196256.3A priority Critical patent/CN105627995B/zh
Publication of CN105627995A publication Critical patent/CN105627995A/zh
Priority to EP17727466.9A priority patent/EP3436777B1/en
Priority to US15/750,019 priority patent/US10591291B2/en
Priority to PCT/CN2017/000026 priority patent/WO2017166887A1/en
Application granted granted Critical
Publication of CN105627995B publication Critical patent/CN105627995B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02—Details
    • G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
    • G01C3/08—Use of electric radiation detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G01C11/02—Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/50—Depth or shape recovery
    • G06T7/55—Depth or shape recovery from multiple images

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种摄像装置、转动装置、测距装置、测距系统和测距方法，该摄像装置用于对目标物体进行测距，包括：一摄像头，包括一感光器件和一透镜组；一转动机构，带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在一转动平面上的第一位置和第二位置之间转动，其中，所述摄像头位于第二位置时，所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在一投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上，所述投影平面平行于所述转动平面。摄像头在第一位置时目标物体在感光器件上的成像位置，以及摄像头在第一位置和第二位置之间的转动角度，可用于计算目标物体与摄像头的距离，即采用一个摄像头便可完成物体的测距。

Description

摄像装置、转动装置、测距装置、测距系统和测距方法
技术领域
本发明涉及3D扫描技术领域，尤其涉及一种摄像装置、转动装置、测距装置、测距系统和测距方法。
背景技术
3D扫描技术是近年来被广泛关注的技术领域。3D扫描技术的基础，就是通过3D扫描器件，输出前方某一物点距离3D扫描器件的距离。
现有技术中存在一种双目视差测距的3D扫描技术。即测距系统采用两个摄像头完成物体的测距。该测距系统需要两个摄像头，成本较高，且如果需要测量更长距离，需要使其臂长(两个摄像头之间的距离)更长，但是这无疑会增加器件的体积，造成使用和携带不便。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种摄像装置、转动装置、测距装置、测距系统和测距方法，用以解决现有技术中的测距系统成本高，体积大的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种摄像装置，用于对目标物体进行测距，包括：
一摄像头，包括一感光器件和一透镜组；
一转动机构，带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在一转动平面上的第一位置和第二位置之间转动，其中，所述摄像头位于第二位置时，所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在一投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上，所述投影平面平行于所述转动平面。
优选地，所述第一位置为初始位置，所述第二位置为转动后的位置，所述摄像装置还包括：
第一拍摄控制器，与所述摄像头连接，用于当所述摄像头位于所述第一位置时，控制所述摄像头拍摄第一图像；
转动控制器，与所述第一拍摄控制器和所述转动机构连接，用于当所述第一拍摄控制器控制所述摄像头拍摄所述第一图像之后，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
第二拍摄控制器，与所述摄像头和所述转动控制器连接，用于控制所述摄像头在转动过程中拍摄图像；
检测器，与所述摄像头及所述第二拍摄控制器连接，用于根据所述摄像头在转动过程中拍摄的图像，检测所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影是否位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上，当检测到所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上时，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度。
优选地，所述第二位置为初始位置，所述第一位置为转动后的位置，所述摄像装置还包括：
转动控制器，与所述转动机构连接，用于当所述摄像头位于所述第二位置时，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
检测器，与所述转动控制器连接，用于在所述转动控制器控制所述转动机构转动预定时间后，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度，此时所述摄像头位于所述第一位置；
第一拍摄控制器，与所述摄像头和所述检测器连接，用于当所述摄像头位于所述第一位置时，控制所述摄像头拍摄第一图像。
优选地，所述转动控制器包括：
方向确定模块，与所述转动机构连接，用于获取所述目标物体与所述摄像头的位置关系，并根据所述位置关系，确定所述摄像头在所述转动平面上的转动方向；根据所述转动方向，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动。
优选地，所述摄像装置还包括：
角度测量器，与所述转动机构或所述摄像头连接，并与所述检测器连接，用于测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度θ。
优选地，所述摄像装置还包括：
处理模块，与所述摄像头和所述角度测量器连接，用于获取所述摄像头在所述第一位置时拍摄的第一图像，根据所述第一图像，获取所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影与所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影的距离x，以及获取所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度θ，根据所述x和θ，计算所述目标物体与所述摄像头的距离。
优选地，所述处理模块包括：
第一乘法器，用于计算所述x与所述透镜组的焦距f的第一乘积；
正切函数计算器，用于计算所述θ的正切函数；
第二乘法器，用于计算所述θ的正切函数与所述透镜组的焦距f的第二乘积；
减法器，用于计算所述x减去所述第二乘积的差值；
除法器，用于将所述第一乘积除以所述差值，得到的结果作为所述目标物体与所述摄像头的距离。
优选地，所述透镜组的焦点设置在所述感光器件的中心点上。
优选地，所述摄像装置还包括：
确定模块，与所述摄像头连接，用于获取所述摄像头拍摄的图像，检测所述摄像头拍摄的图像中是否包括多个被摄物体，如果是，从所述多个被摄物体中确定出所述目标物体。
优选地，所述确定模块包括：
分析单元，用于在所述摄像头拍摄的图像中包括多个被摄物体时，检测所述被摄物体的特征，在当前检测到的被摄物体的特征与预先预存的目标物体的特征匹配时，确定当前检测检测到的被摄物体为目标物体。
本发明还提供一种转动装置，与一摄像头配合，对目标物体进行测距，所述摄像头包括一感光器件和一透镜组，所述转动装置包括：
转动机构，用于带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在一转动平面上的第一位置和第二位置之间转动；所述摄像头位于第二位置时，所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在一投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影上，所述投影平面平行于所述转动平面。
优选地，所述第一位置为初始位置，所述第二位置为转动后的位置，所述转动装置还包括：
第一拍摄控制器，与所述摄像头连接，用于当所述摄像头位于所述第一位置时，控制所述摄像头拍摄第一图像；
转动控制器，与所述第一拍摄控制器和所述转动机构连接，用于当所述第一拍摄控制器控制所述摄像头拍摄所述第一图像之后，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
第二拍摄控制器，与所述摄像头和所述转动控制器连接，用于控制所述摄像头在转动过程中拍摄图像；
检测器，与所述摄像头及所述第二拍摄控制器连接，用于根据所述摄像头在转动过程中拍摄的图像，检测所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影是否位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上，当检测到所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上时，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度。
优选地，所述第二位置为初始位置，所述第一位置为转动后的位置，所述摄像装置还包括：
转动控制器，与所述转动机构连接，用于当所述摄像头位于所述第二位置时，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
检测器，与所述转动控制器连接，用于在所述转动控制器控制所述转动机构转动预定时间后，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度，此时所述摄像头位于所述第一位置；
第一拍摄控制器，与所述摄像头和所述检测器连接，用于当所述摄像头位于所述第一位置时，控制所述摄像头拍摄第一图像。
优选地，所述转动控制器包括：
方向确定模块，与所述转动机构连接，用于获取所述目标物体与所述摄像头的位置关系，并根据所述位置关系，确定所述摄像头在所述转动平面上的转动方向；根据所述转动方向，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动。
优选地，所述转动装置还包括：
角度测量器，与所述转动机构以及所述检测器连接，用于测量所述转动机构带动所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间转动时，所述转动机构的转动角度θ。
优选地，所述转动装置还包括：
处理模块，与所述摄像头和所述角度测量器连接，用于获取所述摄像头在所述第一位置拍摄的第一图像时，根据所述第一图像，获取所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影与所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影的距离x，以及获取所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度θ，根据所述x和θ，计算所述目标物体与所述摄像头的距离。
优选地，所述处理模块包括：
第一乘法器，用于计算所述x与所述透镜组的焦距f的第一乘积；
正切函数计算器，用于计算所述θ的正切函数；
第二乘法器，用于计算所述θ的正切函数与所述透镜组的焦距f的第二乘积；
减法器，用于计算所述x减去所述第二乘积的差值；
除法器，用于将所述第一乘积除以所述差值，得到的结果作为所述目标物体与所述摄像头的距离。
优选地，所述转动装置还包括：
确定模块，与所述摄像头连接，用于获取所述摄像头拍摄的图像，检测所述摄像头拍摄的图像中是否包括多个被摄物体，如果是，从所述多个被摄物体中确定出所述目标物体。
优选地，所述确定模块包括：
分析单元，用于在所述摄像头拍摄的图像中包括多个被摄物体时，检测所述被摄物体的特征，在当前检测到的被摄物体的特征与预先预存的目标物体的特征匹配时，确定当前检测检测到的被摄物体为目标物体。
本发明还提供一种测距装置，与上述摄像装置配合对目标物体进行测距；所述测距装置包括：
距离获取模块，与所述摄像头连接，用于获取所述摄像头在第一位置时拍摄的第一图像，根据所述第一图像获取所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影与所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影的距离x；
角度获取模块，用于获取所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为轴，在一转动平面上的第一位置和第二位置之间转动时的转动角度θ，其中，所述摄像头位于第二位置时，所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影上；
计算模块，与所述距离获取模块和所述角度获取模块连接，用于根据所述x和θ，计算所述目标物体与所述摄像头的距离。
优选地，所述计算模块包括：
第一乘法器，用于计算所述x与所述透镜组的焦距f的第一乘积；
正切函数计算器，用于计算所述θ的正切函数；
第二乘法器，用于计算所述θ的正切函数与所述透镜组的焦距f的第二乘积；
减法器，用于计算所述x减去所述第二乘积的差值；
除法器，用于将所述第一乘积除以所述差值，得到的结果作为所述目标物体与所述摄像头的距离。
本方还提供一种测距系统，包括测距装置和摄像装置，所述摄像装置为上述摄像装置，所述测距装置为上述测距装置。
本发明还提供一种测距方法，包括：
获取一摄像头在第一位置时拍摄的第一图像，根据所述第一图像获取所述目标物体在所述摄像头的感光器件上的成像位置在一投影平面上的投影与所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影的距离x；
获取所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为轴，在一转动平面上的第一位置和第二位置之间转动时的转动角度θ，其中，所述摄像头位于第二位置时，所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影上；所述投影平面平行于所述转动平面；
根据所述x和θ，计算所述目标物体与所述摄像头的距离。
优选地，所述第一位置为初始位置，所述第二位置为转动后的位置，所述方法还包括：
当所述摄像头位于所述第一位置时，控制所述摄像头拍摄第一图像；
控制一转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
控制所述摄像头在转动过程中拍摄图像；
根据所述摄像头在转动过程中拍摄的图像，检测所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影是否位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上，当检测到所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上时，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度。
优选地，所述第二位置为初始位置，所述第一位置为转动后的位置，所述方法还包括：
当所述摄像头位于所述第二位置时，控制一转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
控制所述转动机构转动预定时间后，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度，此时所述摄像头位于所述第一位置；
控制所述摄像头拍摄第一图像。
优选地，所述控制一转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动的步骤具体包括：
获取所述目标物体与所述摄像头的位置关系；
根据所述位置关系，确定所述摄像头在所述转动平面上的转动方向；
根据所述转动方向，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动。
优选地，采用如下公式计算所述目标物体与所述摄像头的距离L：
其中，所述L为所述目标物体在所述投影平面上的投影与一交线的垂直距离，所述交线为所述感光器件的像面和所述投影平面的交线，f为所述透镜组的焦距。
优选地，所述透镜组的焦点设置在所述感光器件的中心点上。
优选地，所述方法还包括：
获取所述摄像头拍摄的图像，检测所述摄像头拍摄的图像中是否包括多个被摄物体，如果是，从所述多个被摄物体中确定出所述目标物体。
优选地，所述从所述多个被摄物体中确定出所述目标物体的方法包括：
检测所述被摄物体的特征，在当前检测到的被摄物体的特征与预先预存的目标物体的特征匹配时，确定当前检测检测到的被摄物体为目标物体。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
只需一个摄像头便可完成物体的测距，从而降低了测距系统的成本，减小了测距系统的体积，使其方便使用和携带。
附图说明
图1为本发明实施例一的摄像装置的结构示意图；
图2为本发明实施例二的摄像装置的结构示意图；
图3为本发明实施例三的摄像装置的结构示意图；
图4为本发明实施例的摄像装置的测距原理示意图；
图5为本发明实施例四的摄像装置的结构示意图；
图6为本发明实施例五的摄像装置的结构示意图；
图7为本发明实施例六的摄像装置的结构示意图；
图8为本发明实施例的处理模块的结构示意图；
图9为本发明实施例的测距装置的结构示意图。
具体实施方式
为解决采用两个摄像头的测距系统，成本高，体积大的问题，本发明实施例中，采用一个摄像头便可完成物体的测距，从而降低测距系统的成本，减小了测距系统的体积，使其方便使用和携带。
下面举例对如何采用一个摄像头完成物体的测距的原理进行说明。
请参考图4，图4所示的实施例中，用于测距的摄像头包括一感光器件31和一透镜组32；该摄像头能够在一转动机构(图未示出)的带动下，以所述感光器件31的中心点所在直线为旋转轴，在一转动平面上的第一位置和第二位置之间转动，其中，所述摄像头位于第二位置时，所述目标物体在所述感光器件31上的成像位置在一投影平面上的投影位于所述感光器件31的中心点在所述投影平面上的投影上。所述投影平面平行于所述转动平面。
图4所示的实施例中，所述转动平面为水平面，投影平面平行于水平面，且过感光器件31的中心点O，摄像头的旋转轴为过感光器件31的中心点且垂直于水平面的之间。
图4中，A点为目标物体在该投影平面上的投影，O为感光器件31的中心点，透镜组32的焦距为f，其中，透镜组32的焦距为透镜组32的中心点B与感光器件31的中心点O的距离。
请参考图4中的(a)，摄像头位于第一位置时，目标物体A在感光器件31上的成像位置在投影平面上的投影为A’，x为A’O的距离。
请参考图4中的(b)，摄像头以所述感光器件31的中心点所在直线为旋转轴，在水平面上从第一位置旋转至第二位置时，转动角度为θ。
图4的(b)中，C是指一交线与AO的交点，该交线为投影平面与过透镜组32的中心点B且垂直于水平面的平面的交线，AE是指感光器件31的像面和投影平面的交线与A点的垂直连线，该垂直连线与BC的延长线的交点为D。
假设BC＝h，A’O＝x；
ΔA’OA与ΔABC为相似三角形，根据相似三角形原理，可以得到：
ΔACD与ΔAOE为相似三角形，根据相似三角形原理，可以得到：
从而可以得到：
由于h＝f*tanθ；
从而得到：
最后得到：
从上述内容可以看出，根据所述摄像头在所述第一位置时所述目标物体在所述感光器件31上的成像位置，以及所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度θ，可计算所述目标物体距离所述摄像头的距离。
上述实施例中，所述目标物体与所述摄像头的距离是指目标物体在投影平面上的投影与感光器件31的垂直距离，当然，在本发明的其他一些实施例中，也可以将目标物体在投影平面上的投影与透镜组32的垂直距离作为所述目标物体与所述摄像头30的距离。
上述实施例中，以转动平面为水平面为例对测距方法进行说明，当然，在转动平面为垂直于水平面的垂直平面，或者其他倾斜平面时，所述测距方法的推导过程类似，在此不再说明。
下面将结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请参考图1，本发明的实施例一提供一种摄像装置，用于对目标物体进行测距，该摄像装置包括：
一摄像头30，包括一感光器件31和一透镜组32；
一转动机构40，带动所述摄像头30以所述感光器件31的中心点所在直线为旋转轴，在一转动平面上的第一位置和第二位置之间转动，其中，所述摄像头30位于第二位置时，所述目标物体在所述感光器件31上的成像位置在一投影平面上的投影位于所述感光器件31的中心点在所述投影平面上的投影上。所述投影平面平行于所述转动平面。
上述转动平面优选地为水平面，当然，也可以为与水平面垂直的平面，或者，其他倾斜的平面等。
优选地，所述投影平面为过所述感光器件31的中心点，且平行于所述转动平面的平面。
其中，所述摄像头30在所述第一位置时所述目标物体在所述感光器件31上的成像位置，以及所述摄像头30在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度，可用于计算所述目标物体与所述摄像头30的距离。
本发明实施例中，所述转动机构40能够承载所述摄像头30，即摄像头30可安装于所述转动结构40中，优选地，两者之间为可拆卸地安装，从而能够根据需要更换不同的摄像头30。
也就是说，本发明实施例中，采用一个摄像头便可完成物体的测距，从而降低测距系统的成本，减小了测距系统的体积，使其方便使用和携带。
本发明实施例中，感光器件31可以为CCD(电荷耦合元件)感光器件，当然，也可以为其他类型的感光器件。所谓感光器件31的中心点是指感光器件31的像面的中心点。而，上述所说的作为旋转轴的感光器件31的中心点所在直线，是指垂直于转动平面且过感光器件31中心点的直线。
本发明实施例中，第一位置和第二位置并没有先后次序的限定，第一位置可以为初始位置，第二位置为转动后的位置，也可以是，第二位置为初始位置，第一位置为转动后的位置。也就是说，该转动机构40可以带动所述摄像头30以所述感光器件31的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上的第一位置旋转至第二位置，或者，从第二位置旋转至第一位置。通常情况下，采用摄像头30对目标物体进行拍摄时，难以保证第一次拍摄的图像中，目标物体在所述感光器件31上的成像位置在投影平面上的投影位于所述感光器件31的中心点在投影平面上的投影上，因而，通常首先获得的是摄像头30位于第一位置的图像，然后将摄像头30旋转至第二位置，也就是说，通常情况下，第一位置是初始位置，第二位置为转动后的位置。
请参考图2，在本发明的实施例二中，所述第一位置为初始位置，所述第二位置为转动后的位置，所述摄像装置包括：
一摄像头30，包括一感光器件(图未示出)和一透镜组(图未示出)；
一转动机构40，带动所述摄像头30以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在一转动平面上的第一位置和第二位置之间转动，其中，所述摄像头30位于第二位置时，所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在一投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影上，所述投影平面平行于所述转动平面；
第一拍摄控制器50，与所述摄像头30连接，用于当所述摄像头30位于所述第一位置时，控制所述摄像头30拍摄第一图像；
转动控制器60，与所述第一拍摄控制器50和所述转动机构40连接，用于当所述第一拍摄控制器50控制所述摄像头30拍摄所述第一图像之后，控制所述转动机构40带动所述摄像头30以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
第二拍摄控制器70，与所述摄像头30和所述转动控制器60连接，用于控制所述摄像头30在转动过程中拍摄图像；
检测器80，与所述摄像头30及所述第二拍摄控制器70连接，用于根据所述摄像头30在转动过程中拍摄的图像，检测所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影是否位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上，当检测到所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上时，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度。
优选地，当检测器80检测到所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上时，还可以通知所述转动控制器60控制所述转动机构40停止转动。
下面举例对检测器80如何获知摄像头30转动至第二位置的方法进行说明：
本实施例中，假设转动平面为水平面，投影平面为平行于水平面且过感光器件中心点的平面。
本发明实施例中，在旋转摄像头30时，可以通过不断获取摄像头30摄取的图像，并将该图像中目标物体在感光器件31上的成像位置的X坐标与感光器件31的中心点的X坐标进行比对，当目标物体在感光器件31上的成像位置的X坐标与感光器件31的中心点的X坐标相同时，判定目标物体在所述感光器件31上的成像位置在投影平面上的投影位于所述感光器件31的中心点上，即摄像头30已旋转至第二位置，从而可控制转动机构40停止旋转，并获得此刻的转动角度。
目标物体在感光器件31上的成像位置通常为一个区域，本发明实施例中，可以将目标物体在感光器件31上的成像位置虚拟成一个点，该点可以是成像区域的中心点，或者，中心区域的某一点，又或者，是成像区域上的任一点。
请参考图3，在本发明的实施例三中，所述第二位置为初始位置，所述第一位置为转动后的位置，所述摄像装置包括：
一摄像头30，包括一感光器件(图未示出)和一透镜组(图未示出)；
一转动机构40，带动所述摄像头30以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在一转动平面上的第一位置和第二位置之间转动，其中，所述摄像头30位于第二位置时，所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在一投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影上，所述投影平面平行于所述转动平面；
转动控制器60，与所述转动机构40连接，用于当所述摄像头位于所述第二位置时，控制所述转动机构40带动所述摄像头30以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
检测器80，与所述转动控制器60连接，用于在所述转动控制器60控制所述转动机构40转动预定时间后，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度，此时所述摄像头30位于所述第一位置；
第一拍摄控制器50，与所述摄像头30和所述检测器80连接，用于当所述摄像头30位于所述第一位置时，控制所述摄像头30拍摄第一图像。
优选地，所述检测器80还用于在所述转动控制器60控制所述转动机构40转动预定时间后，通知所述转动控制器60控制所述转动机构40停止转动。
当初始位置为第二位置时，可以通过将转动结构转动预定时间，转动到一其他位置作为第一位置，该预定时间可以是一规定的时间，也可以是一随机时间，只要保证摄像头30位于第一位置时，目标物体仍位于摄像头30的摄像区域内即可。
所述摄像头30以所述感光器件的中心所在直线在转动平面上转动时，可以沿两个方向转动，所述转动控制器60在不清楚所述目标物体与所述感光器件的位置关系的情况下，难以确定正确的转动方向。因而，优选地，所述转动控制器60包括：
方向确定模块，与所述转动机构40连接，用于获取所述目标物体与所述摄像头30的位置关系，并根据所述位置关系，确定所述摄像头30在所述转动平面上的转动方向；根据所述转动方向，控制所述转动机构40带动所述摄像头30以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动。
当然，在本发明的其他一些实施例中，所述转动控制器60也可以不包括上述方向确定模块，而是先选择任意一个方向旋转，然后计算目标物体在感光器件上的成像位置在投影平面上的投影是否是逐渐靠近感光器件的中心点在所述投影平面上的投影，如果是，则说明转动方向正确，如果不是，则说明转动方向错误，从而更改摄像头30的转动方向。
下面举例对如何根据摄像头30在所述第一位置时所述目标物体在所述感光器件31上的成像位置，以及所述摄像头30在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度，计算所述目标物体与所述摄像头30的距离的方法进行说明。
请参考图4，图4所示的实施例中，转动平面为水平面，投影平面平行于水平面，且过感光器件31的中心点O，摄像头的旋转轴为过感光器件31的中心点且垂直于水平面的之间。
图中，A点为目标物体在该投影平面上的投影，O为感光器件31的中心点，透镜组32的焦距为f，其中，透镜组32的焦距为透镜组32的中心点B与感光器件31的中心点O的距离。
请参考图4中的(a)，摄像头30位于第一位置时，目标物体A在感光器件31上的成像位置在投影平面上的投影为A’，x为A’O的距离。
请参考图4中的(b)，摄像头30以所述感光器件31的中心点所在直线为旋转轴，在水平面上从第一位置旋转至第二位置时，转动角度为θ。
图4的(b)中，C是指一交线与AO的交点，该交线为投影平面与过透镜组32的中心点B且垂直于水平面的平面的交线，AE是指感光器件31的像面和投影平面的交线与A点的垂直连线，该垂直连线与BC的延长线的交点为D。
假设BC＝h，A’O＝x；
ΔA’OA与ΔABC为相似三角形，根据相似三角形原理，可以得到：
ΔACD与ΔAOE为相似三角形，根据相似三角形原理，可以得到：
从而可以得到：
由于h＝f*tanθ；
从而得到：
最后得到：
从上述内容可以看出，根据所述摄像头30在所述第一位置时所述目标物体在所述感光器件31上的成像位置，以及所述摄像头30在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度θ，可计算所述目标物体距离所述摄像头30的距离。
上述实施例中，所述目标物体与所述摄像头30的距离是指目标物体在投影平面上的投影与感光器件31的垂直距离，当然，在本发明的其他一些实施例中，也可以将目标物体在投影平面上的投影与透镜组32的垂直距离作为所述目标物体与所述摄像头30的距离。
上述实施例中，以转动平面为水平面为例对计算方法进行说明，当然，在转动平面为垂直于水平面的垂直平面，或者其他倾斜平面时，所述计算方法的推导过程类似，在此不再说明。
请参考图5，在本发明的实施例四中，所述摄像装置除了包括摄像头30和转动结构40之外，还可以包括：角度测量器100，与所述转动机构40连接，用于测量转动结构40的转动角度，从而得到所述摄像头30在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度θ。
请参考图6，在本发明的其他一些实施例中，角度测量器100也可以与所述摄像头30连接，直接测量摄像头30在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度θ。
请参考图7，在本发明的实施例六中，在实施例四的基础上，本发明实施例的摄像装置还可以包括：处理模块110，与所述摄像头30和所述角度测量器100连接，用于获取所述摄像头30在所述第一位置时拍摄的第一图像，根据所述第一图像，获取所述目标物体在所述感光器件31上的成像位置在所述投影平面上的投影与所述感光器件31的中心点在所述投影平面上的投影的距离x，以及获取所述摄像头30在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度θ，根据所述x和θ，计算所述目标物体与所述摄像头的距离。
具体的，请参考图8，所述处理模块110可以包括：
第一乘法器，用于计算所述x与所述透镜组32的焦距f的第一乘积；
正切函数计算器，用于计算所述θ的正切函数；
第二乘法器，用于计算所述θ的正切函数与所述透镜组的焦距f的第二乘积；
减法器，用于计算所述x减去所述第二乘积的差值；
除法器，用于将所述第一乘积除以所述差值，得到的结果作为所述目标物体与所述摄像头的距离。
在本发明的其他一些实施例中，上述处理模块110也可以设置于一外部处理设备上，例如，一计算机上，由其执行距离的计算。
进一步优选地，本发明实施例的摄像装置还可以一显示模块(图未示出)，与所述处理模块110连接，用于显示处理模块110计算的所述目标物体与所述摄像头的距离，使得计算结果快速可见，不需要借助其他显示设备。
上述各实施例中，所述透镜组32的焦点设置在所述感光器件31的中心点上。
在有些情况下，摄像头拍摄的图像中会包括多个被摄物体，因而需要从多个被摄物体中选择中目标物体，对目标物体进行测距，因而，优选地，所述摄像装置还包括：
确定模块，与所述摄像头30连接，用于获取所述摄像头30拍摄的图像，检测所述摄像头30拍摄的图像中是否包括多个被摄物体，如果是，从所述多个被摄物体中确定出所述目标物体。
在一具体实施例中，所述确定模块包括：
分析单元，用于在所述摄像头拍摄的图像中包括多个被摄物体时，检测所述被摄物体的特征，在当前检测到的被摄物体的特征与预先预存的目标物体的特征匹配时，确定当前检测检测到的被摄物体为目标物体。
在另一具体实施例中，所述摄像头可以包括一显示器，用于显示拍摄的图像，所述确定模块进一步用于获取所述摄像头30拍摄的图像，检测所述摄像头30拍摄的图像中是否包括多个被摄物体，如果是，将所述被摄物体在所述显示器显示的图像中标识出来，并接收用户对被标识出的被摄物体的选择，将用户选择的被摄物体作为目标物体。
优选地，所述显示器为触控显示器，从而用户可通过触摸标出的被摄物体进行选择。
本发明实施例还提供一转动装置，与一摄像头配合，对目标物体进行测距，所述摄像头包括一感光器件和一透镜组，所述转动装置包括：
转动机构，用于带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在一转动平面上的第一位置和第二位置之间转动；其中，所述摄像头位于第二位置时，所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在一投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在投影平面上的投影上，所述投影平面平行于所述转动平面。
优选地，所述转动平面为水平面。
优选地，所述投影平面为过感光器件的中心点，且平行于所述转动平面的平面。
其中，所述摄像头在所述第一位置时所述目标物体在所述感光器件上的成像位置，以及所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度，可用于计算所述目标物体与所述摄像头的距离。
优选地，所述第一位置为初始位置，所述第二位置为转动后的位置，所述转动装置还包括：
第一拍摄控制器，与所述摄像头连接，用于当所述摄像头位于所述第一位置时，控制所述摄像头拍摄第一图像；
转动控制器，与所述第一拍摄控制器和所述转动机构连接，用于当所述第一拍摄控制器控制所述摄像头拍摄所述第一图像之后，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
第二拍摄控制器，与所述摄像头和所述转动控制器连接，用于控制所述摄像头在转动过程中拍摄图像；
检测器，与所述摄像头及所述第二拍摄控制器连接，用于根据所述摄像头在转动过程中拍摄的图像，检测所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影是否位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上，当检测所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上时，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度。
优选地，检测器还用于当检测所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上时，通知所述转动控制器控制所述转动机构停止转动。
优选地，所述第二位置为初始位置，所述第一位置为转动后的位置，所述摄像装置还包括：
转动控制器，与所述转动机构连接，用于当所述摄像头位于所述第二位置时，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
检测器，与所述转动控制器连接，用于在所述转动控制器控制所述转动机构转动预定时间后，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度，此时所述摄像头位于所述第一位置；
第一拍摄控制器，与所述摄像头和所述检测器连接，用于当所述摄像头位于所述第一位置时，控制所述摄像头拍摄第一图像。
优选地，所述检测器还用于在所述转动控制器控制所述转动机构转动预定时间后，通知所述转动控制器控制所述转动机构停止转动。
优选地，所述转动控制器包括：
方向确定模块，与所述转动机构连接，用于获取所述目标物体与所述摄像头的位置关系，并根据所述位置关系，确定所述摄像头在所述转动平面上的转动方向；根据所述转动方向，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动。
优选地，所述转动装置还包括：
角度测量器，与所述转动机构和所述检测器连接，用于测量所述转动机构带动所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间转动时，所述转动机构的转动角度θ。
优选地，所述转动装置还包括：处理模块，与所述摄像头和所述角度测量器连接，用于获取所述摄像头在所述第一位置时拍摄的第一图像，根据所述第一图像在所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影与所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影的距离x，以及获取所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度θ，根据所述x和θ，计算所述目标物体与所述摄像头的距离。
优选地，所述处理模块包括：
第一乘法器，用于计算所述x与所述透镜组的焦距f的第一乘积；
正切函数计算器，用于计算所述θ的正切函数；
第二乘法器，用于计算所述θ的正切函数与所述透镜组的焦距f的第二乘积；
减法器，用于计算所述x减去所述第二乘积的差值；
除法器，用于将所述第一乘积除以所述差值，得到的结果作为所述目标物体与所述摄像头的距离。
优选地，所述转动装置还包括：
确定模块，与所述摄像头连接，用于获取所述摄像头拍摄的图像，检测所述摄像头拍摄的图像中是否包括多个被摄物体，如果是，从所述多个被摄物体中确定出所述目标物体。
在一具体实施例中，所述确定模块包括：
分析单元，用于在所述摄像头拍摄的图像中包括多个被摄物体时，检测所述被摄物体的特征，在当前检测到的被摄物体的特征与预先预存的目标物体的特征匹配时，确定当前检测检测到的被摄物体为目标物体。
请参考图9，本发明实施例还提供一种测距装置，与一上述实施例中的摄像装置配合对目标物体进行测距；所述测距装置包括：
距离获取模块，用于获取所述摄像头在第一位置时拍摄的第一图像，并根据所述第一图像，获取所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影与所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影的距离x；
角度获取模块，用于获取所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为轴，在一转动平面上的第一位置和第二位置之间转动时的转动角度θ，其中，所述摄像头位于第二位置时，所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点上；
计算模块，与所述距离获取模块和角度获取模块连接，用于根据所述x和θ，计算所述目标物体与所述摄像头的距离。
通过上述测距装置与一摄像头配合，便可完成物体的测距，从而降低了测距系统的成本，减小了测距系统的体积，使其方便使用和携带。
优选地，所述计算模块包括：
第一乘法器，用于计算所述x与所述透镜组的焦距f的第一乘积；
正切函数计算器，用于计算所述θ的正切函数；
第二乘法器，用于计算所述θ的正切函数与所述透镜组的焦距f的第二乘积；
减法器，用于计算所述x减去所述第二乘积的差值；
除法器，用于将所述第一乘积除以所述差值，得到的结果作为所述目标物体与所述摄像头的距离。
本发明实施例还提供一种测距系统，包括测距装置和摄像装置，所述摄像装置为如上述实施例一些实施例所述的摄像装置，所述测距装置为如上述实施例所述的测距装置。
本发明还提供一种测距方法，包括：
步骤S81：获取一摄像头在第一位置时拍摄的第一图像，根据所述第一图像，获取所述目标物体在所述摄像头的感光器件上的成像位置在一投影平面上的投影与所述感光器件的中心点在投影平面上的投影的距离x；所述投影平面平行于所述转动平面。
步骤S82：获取所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为轴，在所述转动平面上的第一位置和第二位置之间转动时的转动角度θ，其中，所述摄像头位于第二位置时，所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在投影平面上的投影上；
步骤S83：根据所述x和θ，计算所述目标物体与所述摄像头的距离。
优选地，所述第一位置为初始位置，所述第二位置为转动后的位置，所述方法还包括：
当所述摄像头位于所述第一位置时，控制所述摄像头拍摄第一图像；
控制一转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
控制所述摄像头在转动过程中拍摄图像；
根据所述摄像头在转动过程中拍摄的图像，检测所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影是否位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上；
检测所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影是否位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上时，控制一角度测量器检测所述摄像头的转动角度θ。
优选地，所述第二位置为初始位置，所述第一位置为转动后的位置，所述方法还包括：
当所述摄像头位于所述第二位置时，控制一转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
控制所述转动机构转动预定时间后，控制一角度测量器检测所述摄像头的转动角度θ，此时所述摄像头位于所述第一位置；
控制所述摄像头拍摄第一图像。
优选地，所述控制一转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动的步骤具体包括：
获取所述目标物体与所述摄像头的位置关系；
根据所述位置关系，确定所述摄像头在所述转动平面上的转动方向；
根据所述转动方向，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动。
优选地，采用如下公式计算所述目标物体与所述摄像头的距离L：
其中，所述L为所述目标物体在所述投影平面上的投影与一交线的垂直距离，所述交线为所述感光器件的像面和所述投影平面的交线，f为所述透镜组的焦距。
优选地，所述透镜组的焦点设置在所述感光器件的中心点上。
优选地，所述方法还包括：
获取所述摄像头拍摄的图像，检测所述摄像头拍摄的图像中是否包括多个被摄物体，如果是，从所述多个被摄物体中确定出所述目标物体。
优选地，所述从所述多个被摄物体中确定出所述目标物体的方法包括：
检测所述被摄物体的特征，在当前检测到的被摄物体的特征与预先预存的目标物体的特征匹配时，确定当前检测检测到的被摄物体为目标物体。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (29)

1.一种摄像装置，用于对目标物体进行测距，其特征在于，包括：
一摄像头，包括一感光器件和一透镜组；
一转动机构，带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在一转动平面上的第一位置和第二位置之间转动，其中，所述摄像头位于第二位置时，所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在一投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上，所述投影平面平行于所述转动平面；所述转动平面为水平面、与水平面垂直的平面或者倾斜的平面；
角度测量器，与所述转动机构或所述摄像头连接，用于获取所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度θ；
处理模块，与所述摄像头和所述角度测量器连接，用于获取所述摄像头在所述第一位置时拍摄的第一图像，根据所述第一图像，获取所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影与所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影的距离x，以及获取所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度θ，根据x和θ，计算所述目标物体与所述摄像头的距离。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述第一位置为初始位置，所述第二位置为转动后的位置，所述摄像装置还包括：
第一拍摄控制器，与所述摄像头连接，用于当所述摄像头位于所述第一位置时，控制所述摄像头拍摄第一图像；
转动控制器，与所述第一拍摄控制器和所述转动机构连接，用于当所述第一拍摄控制器控制所述摄像头拍摄所述第一图像之后，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
第二拍摄控制器，与所述摄像头和所述转动控制器连接，用于控制所述摄像头在转动过程中拍摄图像；
检测器，与所述摄像头及所述第二拍摄控制器连接，用于根据所述摄像头在转动过程中拍摄的图像，检测所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影是否位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上，当检测到所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上时，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度。
3.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述第二位置为初始位置，所述第一位置为转动后的位置，所述摄像装置还包括：
转动控制器，与所述转动机构连接，用于当所述摄像头位于所述第二位置时，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
检测器，与所述转动控制器连接，用于在所述转动控制器控制所述转动机构转动预定时间后，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度，此时所述摄像头位于所述第一位置；
第一拍摄控制器，与所述摄像头和所述检测器连接，用于当所述摄像头位于所述第一位置时，控制所述摄像头拍摄第一图像。
4.根据权利要求2或3所述的摄像装置，其特征在于，所述转动控制器包括：
方向确定模块，与所述转动机构连接，用于获取所述目标物体与所述摄像头的位置关系，并根据所述位置关系，确定所述摄像头在所述转动平面上的转动方向；根据所述转动方向，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动。
5.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，所述处理模块包括：
第一乘法器，用于计算x与所述透镜组的焦距f的第一乘积；
正切函数计算器，用于计算θ的正切函数；
第二乘法器，用于计算θ的正切函数与所述透镜组的焦距f的第二乘积；
减法器，用于计算x减去所述第二乘积的差值；
除法器，用于将所述第一乘积除以所述差值，得到的结果作为所述目标物体与所述摄像头的距离。
6.根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，所述透镜组的焦点设置在所述感光器件的中心点上。
7.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，还包括：
确定模块，与所述摄像头连接，用于获取所述摄像头拍摄的图像，检测所述摄像头拍摄的图像中是否包括多个被摄物体，如果是，从所述多个被摄物体中确定出所述目标物体。
8.根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，所述确定模块包括：
分析单元，用于在所述摄像头拍摄的图像中包括多个被摄物体时，检测所述被摄物体的特征，在当前检测到的被摄物体的特征与预先预存的目标物体的特征匹配时，确定当前检测检测到的被摄物体为目标物体。
9.一种转动装置，用于与一摄像头配合，对目标物体进行测距，所述摄像头包括一感光器件和一透镜组，其特征在于，所述转动装置包括：
转动机构，用于带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在一转动平面上的第一位置和第二位置之间转动；所述摄像头位于第二位置时，所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在一投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影上，所述投影平面平行于所述转动平面；所述转动平面为水平面、与水平面垂直的平面或者倾斜的平面；
角度测量器，与所述转动机构连接，用于测量所述转动机构带动所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间转动时所述转动机构的转动角度θ；
处理模块，与所述摄像头和所述角度测量器连接，用于获取所述摄像头在所述第一位置拍摄的第一图像时，根据所述第一图像，获取所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影与所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影的距离x，以及获取所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度θ，根据x和θ，计算所述目标物体与所述摄像头的距离。
10.根据权利要求9所述的转动装置，其特征在于，所述第一位置为初始位置，所述第二位置为转动后的位置，所述转动装置还包括：
第一拍摄控制器，与所述摄像头连接，用于当所述摄像头位于所述第一位置时，控制所述摄像头拍摄第一图像；
转动控制器，与所述第一拍摄控制器和所述转动机构连接，用于当所述第一拍摄控制器控制所述摄像头拍摄所述第一图像之后，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
第二拍摄控制器，与所述摄像头和所述转动控制器连接，用于控制所述摄像头在转动过程中拍摄图像；
检测器，与所述摄像头及所述第二拍摄控制器连接，用于根据所述摄像头在转动过程中拍摄的图像，检测所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影是否位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上，当检测到所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上时，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度。
11.根据权利要求9所述的转动装置，其特征在于，所述第二位置为初始位置，所述第一位置为转动后的位置，所述转动装置还包括：
转动控制器，与所述转动机构连接，用于当所述摄像头位于所述第二位置时，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
检测器，与所述转动控制器连接，用于在所述转动控制器控制所述转动机构转动预定时间后，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度，此时所述摄像头位于所述第一位置；
第一拍摄控制器，与所述摄像头和所述检测器连接，用于当所述摄像头位于所述第一位置时，控制所述摄像头拍摄第一图像。
12.根据权利要求10或11所述的转动装置，其特征在于，所述转动控制器包括：
方向确定模块，与所述转动机构连接，用于获取所述目标物体与所述摄像头的位置关系，并根据所述位置关系，确定所述摄像头在所述转动平面上的转动方向；根据所述转动方向，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动。
13.根据权利要求9所述的转动装置，其特征在于，所述处理模块包括：
第一乘法器，用于计算x与所述透镜组的焦距f的第一乘积；
正切函数计算器，用于计算θ的正切函数；
第二乘法器，用于计算所述θ的正切函数与所述透镜组的焦距f的第二乘积；
减法器，用于计算x减去所述第二乘积的差值；
除法器，用于将所述第一乘积除以所述差值，得到的结果作为所述目标物体与所述摄像头的距离。
14.根据权利要求9所述的转动装置，其特征在于，还包括：
确定模块，与所述摄像头连接，用于获取所述摄像头拍摄的图像，检测所述摄像头拍摄的图像中是否包括多个被摄物体，如果是，从所述多个被摄物体中确定出所述目标物体。
15.根据权利要求14所述的转动装置，其特征在于，所述确定模块包括：
分析单元，用于在所述摄像头拍摄的图像中包括多个被摄物体时，检测所述被摄物体的特征，在当前检测到的被摄物体的特征与预先预存的目标物体的特征匹配时，确定当前检测检测到的被摄物体为目标物体。
16.一种测距系统，其特征在于，包括测距装置和摄像装置，
所述摄像装置包括：
一摄像头，包括一感光器件和一透镜组；
一转动机构，带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在一转动平面上的第一位置和第二位置之间转动，其中，所述摄像头位于第二位置时，目标物体在所述感光器件上的成像位置在一投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上，所述投影平面平行于所述转动平面；所述转动平面为水平面、与水平面垂直的平面或者倾斜的平面；
所述测距装置包括：
距离获取模块，与所述摄像头连接，用于获取所述摄像头在第一位置时拍摄的第一图像，根据所述第一图像获取所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影与所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影的距离x；
角度获取模块，用于获取所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为轴，在一转动平面上的第一位置和第二位置之间转动时的转动角度θ，其中，所述摄像头位于第二位置时，所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影上；
计算模块，与所述距离获取模块和所述角度获取模块连接，用于根据x和θ，计算所述目标物体与所述摄像头的距离。
17.根据权利要求16所述的测距系统，其特征在于，所述第一位置为初始位置，所述第二位置为转动后的位置，所述摄像装置还包括：
第一拍摄控制器，与所述摄像头连接，用于当所述摄像头位于所述第一位置时，控制所述摄像头拍摄第一图像；
转动控制器，与所述第一拍摄控制器和所述转动机构连接，用于当所述第一拍摄控制器控制所述摄像头拍摄所述第一图像之后，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
第二拍摄控制器，与所述摄像头和所述转动控制器连接，用于控制所述摄像头在转动过程中拍摄图像；
检测器，与所述摄像头及所述第二拍摄控制器连接，用于根据所述摄像头在转动过程中拍摄的图像，检测所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影是否位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上，当检测到所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上时，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度。
18.根据权利要求16所述的测距系统，其特征在于，所述第二位置为初始位置，所述第一位置为转动后的位置，所述摄像装置还包括：
转动控制器，与所述转动机构连接，用于当所述摄像头位于所述第二位置时，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
检测器，与所述转动控制器连接，用于在所述转动控制器控制所述转动机构转动预定时间后，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度，此时所述摄像头位于所述第一位置；
第一拍摄控制器，与所述摄像头和所述检测器连接，用于当所述摄像头位于所述第一位置时，控制所述摄像头拍摄第一图像。
19.根据权利要求17或18所述的测距系统，其特征在于，所述转动控制器包括：
方向确定模块，与所述转动机构连接，用于获取所述目标物体与所述摄像头的位置关系，并根据所述位置关系，确定所述摄像头在所述转动平面上的转动方向；根据所述转动方向，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动。
20.根据权利要求17或18所述的测距系统，其特征在于，还包括：
角度测量器，与所述转动机构或所述摄像头连接，并与所述检测器连接，用于测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度θ。
21.根据权利要求16所述的测距系统，其特征在于，所述计算模块包括：
第一乘法器，用于计算x与所述透镜组的焦距f的第一乘积；
正切函数计算器，用于计算θ的正切函数；
第二乘法器，用于计算θ的正切函数与所述透镜组的焦距f的第二乘积；
减法器，用于计算x减去所述第二乘积的差值；
除法器，用于将所述第一乘积除以所述差值，得到的结果作为所述目标物体与所述摄像头的距离。
22.一种测距方法，其特征在于，包括：
获取一摄像头在第一位置时拍摄的第一图像，根据所述第一图像获取目标物体在所述摄像头的感光器件上的成像位置在一投影平面上的投影与所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影的距离x；
获取所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为轴，在一转动平面上的第一位置和第二位置之间转动时的转动角度θ，其中，所述摄像头位于第二位置时，所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面上的投影上；所述投影平面平行于所述转动平面；
根据x和θ，计算所述目标物体与所述摄像头的距离。
23.根据权利要求22所述的测距方法，其特征在于，所述第一位置为初始位置，所述第二位置为转动后的位置，所述方法还包括：
当所述摄像头位于所述第一位置时，控制所述摄像头拍摄第一图像；
控制一转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
控制所述摄像头在转动过程中拍摄图像；
根据所述摄像头在转动过程中拍摄的图像，检测所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影是否位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上；
当检测到所述目标物体在所述感光器件上的成像位置在所述投影平面上的投影位于所述感光器件的中心点在所述投影平面的投影上时，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度。
24.根据权利要求22所述的测距方法，其特征在于，所述第二位置为初始位置，所述第一位置为转动后的位置，所述方法还包括：
当所述摄像头位于所述第二位置时，控制一转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动；
控制所述转动机构转动预定时间后，控制一角度测量器测量所述摄像头在所述第一位置和所述第二位置之间的转动角度，此时所述摄像头位于所述第一位置；
控制所述摄像头拍摄第一图像。
25.根据权利要求22或23所述的测距方法，其特征在于，所述控制一转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动的步骤具体包括：
获取所述目标物体与所述摄像头的位置关系；
根据所述位置关系，确定所述摄像头在所述转动平面上的转动方向；
根据所述转动方向，控制所述转动机构带动所述摄像头以所述感光器件的中心点所在直线为旋转轴，在所述转动平面上转动。
26.根据权利要求23或24所述的测距方法，其特征在于，采用如下公式计算所述目标物体与所述摄像头的距离L：
<mrow> <mi>L</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>x</mi> <mi>f</mi> </mrow> <mrow> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <mi>f</mi> <mi> </mi> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>n</mi> <mi>&amp;theta;</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>
其中，L为所述目标物体在所述投影平面上的投影与一交线的垂直距离，所述交线为所述感光器件的像面和所述投影平面的交线，f为所述摄像头的透镜组的焦距。
27.根据权利要求26所述的测距方法，其特征在于，所述透镜组的焦点设置在所述感光器件的中心点上。
28.根据权利要求23或24所述的测距方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述摄像头拍摄的图像，检测所述摄像头拍摄的图像中是否包括多个被摄物体，如果是，从所述多个被摄物体中确定出所述目标物体。
29.根据权利要求28所述的测距方法，其特征在于，所述从所述多个被摄物体中确定出所述目标物体的方法包括：
检测所述被摄物体的特征，在当前检测到的被摄物体的特征与预先预存的目标物体的特征匹配时，确定当前检测检测到的被摄物体为目标物体。
CN201610196256.3A 2016-03-31 2016-03-31 摄像装置、转动装置、测距装置、测距系统和测距方法 Active CN105627995B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610196256.3A CN105627995B (zh) 2016-03-31 2016-03-31 摄像装置、转动装置、测距装置、测距系统和测距方法
EP17727466.9A EP3436777B1 (en) 2016-03-31 2017-01-03 Distance measuring device and distance measuring method
US15/750,019 US10591291B2 (en) 2016-03-31 2017-01-03 Imaging device, rotating device, distance measuring device, distance measuring system and distance measuring method
PCT/CN2017/000026 WO2017166887A1 (en) 2016-03-31 2017-01-03 Imaging device, rotating device, distance measuring device, distance measuring system and distance measuring method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610196256.3A CN105627995B (zh) 2016-03-31 2016-03-31 摄像装置、转动装置、测距装置、测距系统和测距方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105627995A CN105627995A (zh) 2016-06-01
CN105627995B true CN105627995B (zh) 2018-03-23

Family

ID=56043148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610196256.3A Active CN105627995B (zh) 2016-03-31 2016-03-31 摄像装置、转动装置、测距装置、测距系统和测距方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10591291B2 (zh)
EP (1) EP3436777B1 (zh)
CN (1) CN105627995B (zh)
WO (1) WO2017166887A1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105627995B (zh) 2016-03-31 2018-03-23 京东方科技集团股份有限公司 摄像装置、转动装置、测距装置、测距系统和测距方法
CN105698751B (zh) * 2016-04-28 2018-05-08 京东方科技集团股份有限公司 一种测距系统、测距方法、测距装置、以及拍摄装置
CN106291521A (zh) * 2016-07-29 2017-01-04 广东欧珀移动通信有限公司 基于mems移动的测距方法、装置和移动终端
JPWO2018167999A1 (ja) * 2017-03-17 2020-01-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 プロジェクタ及びプロジェクタシステム
CN108180888A (zh) * 2017-12-29 2018-06-19 三英精控（天津）仪器设备有限公司 一种基于可转动摄像头的距离检测方法
CN108429908B (zh) * 2018-06-15 2020-09-22 昆山丘钛微电子科技有限公司 一种摄像模组的测试方法、装置、设备及介质
CN109934854B (zh) * 2019-03-28 2022-09-02 南京邮电大学 一种利用多目摄像头检测运动目标的装置及方法
CN110458943B (zh) * 2019-07-31 2021-09-14 深圳市商汤科技有限公司 移动对象旋转方法及装置、控制设备及存储介质
CN111220360B (zh) * 2020-01-03 2021-08-31 歌尔光学科技有限公司 一种摄像模组解析力的测试方法及测试装置
CN113167577A (zh) * 2020-06-22 2021-07-23 深圳市大疆创新科技有限公司 用于可移动平台的测绘方法、可移动平台和存储介质
CN112911263A (zh) * 2021-01-22 2021-06-04 北京农业智能装备技术研究中心 一种多视角图像采集装置及方法
CN113204155B (zh) * 2021-04-28 2022-04-22 上海孟非自动化科技有限公司 一种快速调焦和精确测距的方法及装置
CN113296107A (zh) * 2021-06-23 2021-08-24 上海西井信息科技有限公司 传感器协同检测拖挂角度的方法、系统、设备及存储介质
CN113983992B (zh) * 2021-10-29 2023-09-08 广东电网有限责任公司 一种防触碰输电线路预警设备及方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000249543A (ja) * 1999-02-26 2000-09-14 Yili Electronic Ind Co Ltd 焦点ずれを利用した距離測定方法
US20030052971A1 (en) * 2001-09-17 2003-03-20 Philips Electronics North America Corp. Intelligent quad display through cooperative distributed vision
JP2007322368A (ja) * 2006-06-05 2007-12-13 Tamagawa Seiki Co Ltd 距離測定方法及び装置
EP2309225A4 (en) * 2008-07-01 2014-10-15 Topcon Corp POSITION MEASUREMENT METHOD, POSITION MEASUREMENT DEVICE AND PROGRAM
US20100079605A1 (en) * 2008-09-29 2010-04-01 William Marsh Rice University Sensor-Assisted Motion Estimation for Efficient Video Encoding
KR101284798B1 (ko) * 2009-12-08 2013-07-10 한국전자통신연구원 단일 카메라 영상 기반의 객체 거리 및 위치 추정 장치 및 방법
CN101858742A (zh) * 2010-05-27 2010-10-13 沈阳理工大学 一种基于单相机的定焦测距方法
JP5406813B2 (ja) * 2010-10-05 2014-02-05 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント パノラマ画像表示装置およびパノラマ画像表示方法
TWI403697B (zh) * 2010-12-16 2013-08-01 Univ Nat Taipei Technology 以單一影像擷取裝置提供距離量測的系統及其方法
US9300855B2 (en) * 2011-03-14 2016-03-29 Panasonic Corporation Imaging apparatus, imaging method, integrated circuit, and computer program
EP2896930B1 (en) * 2011-10-21 2019-09-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device and method for measuring a plant
TWI535996B (zh) * 2012-02-10 2016-06-01 鴻海精密工業股份有限公司 可應用於測距的立體視覺系統
KR101238748B1 (ko) 2012-08-30 2013-03-04 국방과학연구소 주사구동 적외선센서장치를 이용한 표적거리 측정시스템
KR101734372B1 (ko) * 2013-05-10 2017-05-24 모젼스랩(주) 싱글 카메라 모듈을 이용한 이용자 거리 측정 방법
CN103398696B (zh) * 2013-07-15 2015-09-16 深圳市金立通信设备有限公司 一种终端摄像头测距方法及终端
JP6447055B2 (ja) * 2014-01-28 2019-01-09 株式会社リコー 校正方法、校正装置、計測用具及びプログラム
DE102014213175A1 (de) * 2014-07-07 2016-01-07 Conti Temic Microelectronic Gmbh Vorrichtung zur entfernungsmessung, fahrzeug und verfahren
CN104215217B (zh) * 2014-09-19 2017-08-25 成都翼比特科技有限责任公司 一种应用于电力巡线无人机的伪像距单目测距方法
CN104677329B (zh) * 2015-03-19 2017-06-30 广东欧珀移动通信有限公司 基于摄像头的目标测距方法及装置
CN205593526U (zh) * 2016-03-31 2016-09-21 京东方科技集团股份有限公司 摄像装置、转动装置、测距装置和测距系统
CN105627995B (zh) 2016-03-31 2018-03-23 京东方科技集团股份有限公司 摄像装置、转动装置、测距装置、测距系统和测距方法
CN205748356U (zh) 2016-04-28 2016-11-30 京东方科技集团股份有限公司 一种拍摄装置和测距系统
CN105698751B (zh) 2016-04-28 2018-05-08 京东方科技集团股份有限公司 一种测距系统、测距方法、测距装置、以及拍摄装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3436777A4 (en) 2020-04-08
EP3436777B1 (en) 2022-04-13
WO2017166887A1 (en) 2017-10-05
US20180231375A1 (en) 2018-08-16
EP3436777A1 (en) 2019-02-06
CN105627995A (zh) 2016-06-01
US10591291B2 (en) 2020-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105627995B (zh) 摄像装置、转动装置、测距装置、测距系统和测距方法
CN108830906B (zh) 一种基于虚拟双目视觉原理的摄像机参数自动标定方法
CN104104867B (zh) 控制摄像装置进行拍摄的方法和装置
CN106949836B (zh) 一种立体视觉摄像头同侧目标位置标定装置及方法
EP3421930B1 (en) Three-dimensional shape data and texture information generation system, photographing control program, and three-dimensional shape data and texture information generation method
JP2017112602A (ja) パノラマ魚眼カメラの画像較正、スティッチ、および深さ再構成方法、ならびにそのシステム
CN104154898B (zh) 一种主动测距方法及系统
CN103795935B (zh) 一种基于图像校正的摄像式多目标定位方法及装置
JP2008014653A (ja) 測量機
CN107925713A (zh) 摄像系统及摄像控制方法
TWI552598B (zh) 一種攝影機之自動校正系統及其自動校正方法
CN106447733A (zh) 颈椎活动度及活动轴线位置的确定方法、系统及装置
CN108020200A (zh) 一种深度测量方法及系统
CN106060399A (zh) 一种双摄像头自动aa的方法及装置
CN105953742A (zh) 基于未知环境检测的3d激光扫描仪
US20120108354A1 (en) Golf swing analysis apparatus
JP2017535755A (ja) 動画カメラフォーカス用途における距離測定デバイス
CN205593526U (zh) 摄像装置、转动装置、测距装置和测距系统
CN108449592A (zh) 一种拍摄方法、装置以及智能相机
CN103206926A (zh) 一种全景三维激光扫描装置
CN107687818A (zh) 三维量测方法及三维量测装置
CN102999891A (zh) 一种基于装订参数的全景图像拼接方法
CN109600543A (zh) 用于移动设备拍摄全景图像的方法以及移动设备
JP2005195335A (ja) ３次元画像撮影装置および方法
CN105698751B (zh) 一种测距系统、测距方法、测距装置、以及拍摄装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant