CN108693538A - 基于双目结构光的准确置信度深度摄像机测距装置及方法 - Google Patents

基于双目结构光的准确置信度深度摄像机测距装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108693538A
CN108693538A CN201710223583.8A CN201710223583A CN108693538A CN 108693538 A CN108693538 A CN 108693538A CN 201710223583 A CN201710223583 A CN 201710223583A CN 108693538 A CN108693538 A CN 108693538A
Authority
CN
China
Prior art keywords
distance
imaging sensor
imaging
range
angle
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.)
Pending
Application number
CN201710223583.8A
Other languages
English (en)
Inventor
孙放
廖鸿宇
明安龙
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.)
Beijing Thunderous Yun He Intellectual Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Thunderous Yun He Intellectual Technology 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 Beijing Thunderous Yun He Intellectual Technology Co Ltd filed Critical Beijing Thunderous Yun He Intellectual Technology Co Ltd
Priority to CN201710223583.8A priority Critical patent/CN108693538A/zh
Publication of CN108693538A publication Critical patent/CN108693538A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/46—Indirect determination of position data
    • G01S17/48—Active triangulation systems, i.e. using the transmission and reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G06T5/70—Denoising; Smoothing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G06T5/80—Geometric correction

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明提供了一种基于双目结构光的准确置信度深度摄像机测距装置及方法，该测距装置包括结构光发射组件、光整型组件、成像透镜组件、第一图像传感器、第二图像传感器及DSP处理单元；结构光发射组件发出的光源照射到前方宽角度范围内的目标物体上，反射的折线或曲线与当前视场角内的物体经成像透镜组件共同成像于所述第一图像传感器及第二图像传感器上，DSP处理单元分别对上述成像的图像数据进行处理，根据角度关系，分别求取宽角度范围内的多点待测距离。本发明结构简单，用户成本低，可以一次测量前方宽角度范围内多个点的距离，并能通过第一、第二图像传感器之间的互相校准得到更精确的测距结果，大大提高了工业应用的置信度。

Description

基于双目结构光的准确置信度深度摄像机测距装置及方法
技术领域
本发明涉及一种测距装置及方法，尤其涉及一种基于双目结构光的准确深度摄像机测距装置及方法。
背景技术
目前，许多室内机器人系统，使用测距装置作为主要传感器，用来作SLAM算法画地图、定位和避障。
在专利号201620016536.7，专利名称：“基于线束激光器和普通摄像头芯片的多点测距装置”专利中记载了基于一个激光器和一个图像传感器的测距装置，也详细介绍了基于该测距装置的测距方法，可以实现一次测量一个宽角度范围内多个点的距离，但是上述测距装置对测距结果没有给出准确的置信度。本发明在上述提到的专利申请文件基础上提出另外一种新的测距装置及方法。
发明内容
本发明针对上述技术存在的不足，提供了一种基于双目结构光的准确置信度深度摄像机测距装置及方法，该测距装置基于两个图像传感器获取成像的图像数据，并通过对两个图像传感器的测距结果进行比较拟合，可以提高测量精度并且去除噪点，同时可以求取宽角度测距范围内每个角度方向上测距结果的置信度，在工业应用的 SLAM算法中可以发挥更好的作用。
本发明是通过如下技术方案实现的，一种基于双目结构光的准确置信度深度摄像机测距装置，该测距装置包括结构光发射组件、光整型组件、成像透镜组件、第一图像传感器、第二图像传感器及DSP处理单元；第一图像传感器所在平面以及第二图像传感器所在平面分别与所述结构光发射组件的发射方向成某一角度设置；结构光发射组件经过光整型组件发出的线束结构光照射到前方宽角度范围内的目标物体表面，发生漫反射，反射的光会映射为不同的折线线段或者曲线线段，反射的折线或曲线与当前视场角内的物体经成像透镜组件共同成像于所述第一图像传感器上以及所述第二图像传感器上，DSP处理单元分别对上述成像的图像数据进行处理，根据角度关系，分别求取宽角度范围内的多点待测距离；并对两个传感器上得到的待测距离进行比较拟和，确定该方向的待测距离以及该待测距离的置信度的高低。
所述的光整型组件安装在所述结构光发射组件后端，用于将结构光发射组件发出的光源整型为线束结构光；所述的成像透镜组件进一步包括一滤光片，滤光片安装在所述成像透镜组件前端，用以滤出结构光发射组件发出的特定波长的光；
所述结构光发射组件发出的光源可以为普通照明光源、EL光源、LED光源、以及激光光源；也可以为红外光源。
所述光整型组件可以为成型透镜、振动片、旋转棱镜。
该测距装置进一步包括一基座，所述结构光发射组件、成像透镜组件、普通摄像头芯片及DSP处理单元固定在该基座上。
结构光发射组件到所述第一图像传感器中心的距离范围为2cm～5cm；结构光发射组件到所述第二图像传感器中心的距离范围为3cm～8cm。
所述普通摄像头芯片包括但不限于CCD图像传感器、CMOS图像传感器。
一种基于双目结构光的深度摄像机的测距方法，包括如下步骤：
1)获取图像数据：调整结构光发射组件的发射方向分别与第一图像传感器及第二图像传感器所在平面成某一角度，结构光发射组件经过光整型组件发出的线束结构光照射到前方宽角度范围内目标物体表面，发生漫反射，前方宽角度范围内反射的折线或曲线与当前视场角内的物体经成像透镜组件共同成像于第一图像传感器及第二图像传感器上，反射的折线或曲线成像为多条高亮度的折线线段或者曲线线段，其他背景成像为比较低亮度的数据，第一图像传感器及第二图像传感器分别记录前方的一帧数字图像数据，并将该帧图像数据分别传输给DSP处理单元，该帧图像记录了当前时间镜头视场角内的数字化了的图像数据；
2)处理图像数据：DSP处理单元用同样的算法分别处理第一图像传感器的数据和第二图像传感器的数据：具体方法为，对步骤1)中所述的数字化了的图像数据进行处理，首先用数字算法消除图像畸变，而后进行数据平滑消除噪点，最后设定门限进行二值化；再次根据步骤1)中所述的折线线段或曲线线段的左右关系对图像平滑进而消除噪点，消除噪点后各条折线线段或曲线线段为自左向右排列，使得同一个X坐标上只有一个高亮线段存在；
3)求取每一个X坐标上的高亮线段的质心：将同一个X坐标的高亮线段的点坐标加起来进行平均，可以得到对应X坐标的质心为Y；经过本步计算，从左到右的任意一个X坐标上，只可能有不超过1个的Y高亮质心点；对于某个X，如果有1个Y质心点，代表这个方向上的距离在测距范围内，如果没有Y质心点，代表这个方向上的距离不在测距范围内；
4)根据自左至右的所有(X，Y)计算宽角度范围内测量角度和测量距离：
a)对于某一个(X，Y)，根据Y轴坐标求垂直距离d，已知结构光发射组件到图像传感器镜头组的距离为p，图像传感器镜头在Y轴视场角为2α，图像传感器中轴与光发射组件夹角为θ，带入公式计算出垂直距离d，其中，n为结构光点在Y轴上的坐标，y为Y轴方向上图像传感器芯片上成像的总点数；
对于最近测量点G，当G的理论值n＝y时，可求得最近测量量程dG，
b)已知镜头在X轴上视场角为2β，图像数据在X轴的中心点为O，每一个X代表一个方向，X方向与Y方向所成的方向角为γ，对于x＝m，y＝n的坐标点来说，带入公式求出待测距离dx，获取测距结果(γ，dx)，dx为在γ方向的距离；
c)重复步骤a)及步骤b)，计算完自左向右整个2β宽角度范围内的多个点的测距角度及测距距离并将整个2β范围内的多个点的测距结果输出。
5)重复上述计算步骤，对第一图像传感器的数据根据自左至右的所有(X，Y) 计算正前方宽角度范围内测量角度和测量距离；对第二图像传感器的数据根据自左至右的所有(X，Y)计算正前方宽角度范围内测量角度和测量距离。
6)在宽角度范围内，得到γ角度方向的测距距离，第一图像传感器的测距距离为dx1,第二图像传感器的测距距离为dx2，并对第一图像传感器、第二图像传感器得到的测距距离进行比较拟和，公式如下：
dγ为该γ角度的测距距离，Cγ为该γ角度的置信值。
所述的步骤2)中进一步包括对不同距离的成像的折线线段或曲线线段自校准步骤：假设激光在目标物体上形成的光斑比较固定，那么在普通摄像头芯片上成像时，在不同的距离成像的折线线段或曲线线段的粗细也不同，记录下在不同距离的折线线段或曲线线段粗细特性和垂直距离的关系作为自校准指标，排除掉错误测距。
该方法进一步包括对无法拍摄到完整反射折线或反射曲线的某一点距离以内的物体测距方法：对其在普通摄像头芯片范围内的不完整折线线段或曲线线段求取质心，同时，根据实测记录该不完整质心对应的真实距离，从而获取超出理论值的测距范围。
所述步骤6)中确定置信度高低的具体公式解释如下：对于γ角度方向，第一图像传感器的测距距离为dx1,第二图像传感器的测距距离为dx2，如果dx1接近或者等于dx2，则说明该方向测距值置信度比较高；如果dx1与dx2差距很大，则该方向的置信度比较低。
所述第一图像传感器和第二图像传感器的拍摄宽角度可以相同，也可以不相同，适用于不同的深度摄像机设备：二者的拍摄宽角度如果相同，则该深度摄像机适用于全部角度的测距都可以获取准确的置信度；二者的拍摄宽角度如果不相同，则该深度摄像机正前方略窄的宽角度范围内可以获取更精确的测距值，同时可以获取比较高的置信度。
本发明具有如下有益效果：
1)本发明基于两个图像传感器分别对成像的图像数据进行一系列算法处理，可以一次测量一个宽角度范围内多个点的距离，并通过对两个图像传感器得到的测距结果进行比较拟合，可以得出某一个角度方向上测距结果的置信度高低，提高了测量精度，使得测距结果提高工业应用的置信度。
2)本发明结构简单，用户成本低，在通信、航空、智能家居，尤其是机器人自主行走需要的SLAM画地图的测距领域有很高的应用价值。
附图说明
图1为本发明所述的测距装置结构示意图
图2为本发明所述测距方法的在Y轴方向测距原理示意图
图3为本发明所述的测距方法在X轴方向测距原理示意图
图4为本发明所述的测距装置在不同距离墙面上成像的折线线段示意图
图5为本发明所述的测距装置正对着墙面成像的折线线段示意图
图6为本发明所述的测距装置斜对着墙面得到的折线线段示意图
图中符号表示：1：结构光发射组件；2：第一图像传感器；3：第二图像传感器；4：成像透镜组件；5：基座；6：DSP处理单元；7：滤光片；8：光整型组件
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图1所示，一种基于双目结构光的准确置信度深度摄像机的测距装置，该测距装置包括结构光发射组件1、光整型组件8、成像透镜组件4、第一图像传感器2、第二图像传感器3及DSP处理单元6；结构光发射组件1经光整型组件8整型为线束结构光，线束结构光照射到前方宽角度范围内待测目标物体表面，发生漫反射，反射的光会映射为不同的折线线段或曲线线段，上述折线线段或曲线线段与当前视场角内的物体经成像透镜组件4共同成像于第一图像传感器上以及第二图像传感器上，第一图像传感器以及第二图像传感器把图像数据传输给DSP处理单元6，实现光信号转换为电信号，DSP处理单元6采集上述成像的折线线段或曲线线段，根据角度关系，分别求取宽角度范围内的多点待测距离；并对两个传感器上得到的待测距离进行比较拟和，确定该方向的待测距离以及该待测距离的置信度的高低。
结构光发射组件发出的光源可以为普通照明光源、EL光源、LED光源、以及激光光源；也可以为红外光源；本实施例中，结构光发射组件发出的光源的激光光源。
本发明的一个实施例中，所述的光整型组件8安装在结构光发射组件1的后端，用于将其它类型的光整型为线束结构光；
本实施例中光整型组件8为成型透镜组，在本发明的其他实施例中，光整型组件 8也可以为振动片或旋转棱镜。
在本发明的一些实施例中，DSP处理单元6包括FIFO模块、连接导线、DSP电路；成像透镜组件进一步包括一滤光片7，滤光片7安装在所述成像透镜组件前端，用以滤出本发明的结构光发射组件发出的特定波长的光。
如附图2所示，该测距装置进一步包括一基座5，结构光发射组件1、成像透镜组件4、第一图像传感器2以及第二图像传感器3及DSP处理单元6固定在该基座5上。
结构光发射组件到第一图像传感器中心的距离范围为2cm～5cm；结构光发射组件到第二图像传感器中心的距离范围为3cm～8cm。
本实施例中，第一图像传感器以及第二图像传感器采用的是CMOS图像传感器；本发明的其他实施例中，第一图像传感器以及第二图像传感器可以采用CCD图像传感器或CCD图像传感器与CMOS图像传感器组合使用。
具体来说，本发明还提供一种上述测距装置的测距方法：
上述测距装置的测距方法为：
1)获取图像数据：调整结构光发射组件的发射方向分别与第一图像传感器及第二图像传感器所在平面成某一角度，结构光发射组件经过光整型组件发出的线束结构光照射到前方宽角度范围内目标物体表面，发生漫反射，前方宽角度范围内反射的折线或曲线与当前视场角内的物体经成像透镜组件共同成像于第一图像传感器及第二图像传感器上，反射的折线或曲线成像为多条高亮度的折线线段或者曲线线段，其他背景成像为比较低亮度的数据，第一图像传感器及第二图像传感器分别记录前方的一帧数字图像数据，并将该帧图像数据分别传输给DSP处理单元，该帧图像记录了当前时间镜头视场角内的数字化了的图像数据；
2)处理图像数据：DSP处理单元用同样的算法分别处理第一图像传感器的数据和第二图像传感器的数据：具体方法为，对步骤1)中所述的数字化了的图像数据进行处理，首先用数字算法消除图像畸变，而后进行数据平滑消除噪点，最后设定门限进行二值化；再次根据步骤1)中所述的折线线段或曲线线段的左右关系对图像平滑进而消除噪点，消除噪点后各条折线线段或曲线线段为自左向右排列，使得同一个X坐标上只有一个高亮线段存在；
3)求取每一个X坐标上的高亮线段的质心：将同一个X坐标的高亮线段的点坐标加起来进行平均，可以得到对应X坐标的质心为Y；经过本步计算，从左到右的任意一个X坐标上，只可能有不超过1个的Y高亮质心点；对于某个X，如果有1个Y质心点，代表这个方向上的距离在测距范围内，如果没有Y质心点，代表这个方向上的距离不在测距范围内；
4)根据自左至右的所有(X，Y)计算宽角度范围内测量角度和测量距离：
a)对于某一个(X，Y)，根据Y轴坐标求垂直距离d，已知结构光发射组件到图像传感器镜头组的距离为p，图像传感器镜头在Y轴视场角为2α，图像传感器中轴与光发射组件夹角为θ，带入公式计算出垂直距离d，其中，n为结构光点在Y轴上的坐标，y为Y轴方向上图像传感器芯片上成像的总点数；
对于最近测量点G，当G的理论值n＝y时，可求得最近测量量程dG，
b)已知镜头在X轴上视场角为2β，图像数据在X轴的中心点为O，每一个X代表一个方向，X方向与Y方向所成的方向角为γ，对于x＝m，y＝n的坐标点来说，带入公式求出待测距离dx，获取测距结果(γ，dx)，dx为在γ方向的距离；
c)重复步骤a)及步骤b)，计算完自左向右整个2β宽角度范围内的多个点的测距角度及测距距离并将整个2β范围内的多个点的测距结果输出。
5)重复上述计算步骤，对第一图像传感器的数据根据自左至右的所有(X，Y) 计算正前方宽角度范围内测量角度和测量距离；对第二图像传感器的数据根据自左至右的所有(X，Y)计算正前方宽角度范围内测量角度和测量距离。
6)在宽角度范围内，得到γ角度方向的测距距离，第一图像传感器的测距距离为dx1,第二图像传感器的测距距离为dx2，并对第一图像传感器、第二图像传感器得到的测距距离进行比较拟和，公式如下：
dγ为该γ角度的测距距离，Cγ为该γ角度的置信值。
确定置信度高低的具体公式解释如下：对于γ角度方向，第一图像传感器的测距距离为dx1,第二图像传感器的测距距离为dx2，如果dx1接近或者等于dx2，则说明该方向测距值置信度比较高；如果dx1与dx2差距很大，则该方向的置信度比较低。
在本发明一些实施例中，所述第一图像传感器和第二图像传感器的拍摄宽角度可以相同，也可以不相同，适用于不同的深度摄像机设备：二者的拍摄宽角度如果相同，则该深度摄像机适用于全部角度的测距都可以获取准确的置信度；二者的拍摄宽角度如果不相同，则该深度摄像机正前方略窄的宽角度范围内可以获取更精确的测距值，同时可以获取比较高的置信度。
步骤2)中进一步包括折线粗细和垂直距离的关系进行自校准步骤：假设激光在目标物体上形成的光斑比较固定，那么在第一图像传感器上成像时，在不同的距离成像的折线线段或曲线线段的粗细也不同，如附图4所示，图中左边为激光照射到不同距离的墙面上，从左到右依次为由远到近；图的右边为在第一图像传感器(图中a所示)及第二图像传感器(图中b所示)上成像的不同粗细的折线线段示意图，线段从左到右依次为由细到粗；记录下在不同距离成像的的折线线段或曲线线段粗细特性和垂直距离的关系作为自校准指标，排除掉错误测距。
结合附图3所示，G点为理论上最近测距距离，但由于线束结构光不是一个像素点的激光线，而是成像为高亮度折线线段或曲线线段，所以最近测距点在I点，同样的， H点以内的距离都不能拍照到比较完整的折线线段或曲线线段，本发明对H点距离以内的物体成像在在普通摄像头芯片范围内的不完整折线线段或曲线线段求取质心，同时，根据实测记录该不完整质心对应的真实距离，从而获取超出理论值的测距范围。
附图5为本发明所述的测距装置中第一图像传感器正对着墙面成像的折线线段示意图，激光器正对着墙面，激光照射到墙面上反射的折线或曲线在普通摄像头芯片上所成的像为一条直线线段；同样的，该示意图也适用于第二图像传感器。
附图6为本发明所述的测距装置中第一图像传感器斜对着墙面成像的折线线段示意图，激光器斜对着墙面，激光照射到墙面上反射的折线或曲线在普通摄像头芯片上所成的像为一条斜线线段；同样的，该示意图也适用于第二图像传感器。
前述实施例和优点仅是示例性的，并不应被理解为限制本公开。本发明可容易地应用于其它类型的设备。此外，本公开的示例性实施例的描述是解释性的，并不限制权利要求的范围，许多的替换、修改和变化对于本领域技术人员来说是明显的。

Claims (8)

1.一种基于双目结构光的深度摄像机测距装置，该测距装置包括结构光发射组件、光整型组件、成像透镜组件、第一图像传感器、第二图像传感器及DSP处理单元；其特征在于：所述的光整型组件安装在所述结构光发射组件后端，用于将结构光发射组件发出的光源整型为线束结构光；所述的成像透镜组件进一步包括一滤光片，滤光片安装在所述成像透镜组件前端，用以滤出本发明的结构光发射组件发出的特定波长的光；第一图像传感器所在平面以及第二图像传感器所在平面分别与所述结构光发射组件的发射方向成某一角度设置；结构光发射组件经过光整型组件发出的线束结构光照射到前方宽角度范围内的目标物体表面，发生漫反射，反射的光会映射为不同的折线线段或者曲线线段，反射的折线或曲线与当前视场角内的物体经成像透镜组件共同成像于所述第一图像传感器上，以及所述第二图像传感器上，DSP处理单元分别对上述成像的图像数据进行处理，根据角度关系，分别求取宽角度范围内的多点待测距离；并对两个传感器上得到的待测距离进行比较拟和，确定该方向的待测距离以及该待测距离的置信度的高低。
2.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于：所述的结构光发射组件发出的光源可以为普通照明光源、EL光源、LED光源、以及激光光源；也可以为红外光源。
3.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于：所述光整型组件可以为成型透镜组、也可以为振动片或旋转棱镜。
4.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于：所述的测距装置进一步包括一基座，所述结构光发射组件、成像透镜组件、第一图像传感器、第二图像传感器及DSP处理单元固定在该基座上。
5.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于：所述结构光发射组件到所述第一图像传感器中心的距离范围为2cm～5cm；
所述结构光发射组件到所述第二图像传感器中心的距离范围为3cm～8cm。
6.一种基于双目结构光的深度摄像机测距方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)获取图像数据：调整结构光发射组件的发射方向分别与第一图像传感器及第二图像传感器所在平面成某一角度，结构光发射组件经过光整型组件发出的线束结构光照射到前方宽角度范围内目标物体表面，发生漫反射，前方宽角度范围内反射的折线或曲线与当前视场角内的物体经成像透镜组件共同成像于第一图像传感器及第二图像传感器上，反射的折线或曲线成像为多条高亮度的折线线段或者曲线线段，其他背景成像为比较低亮度的数据，第一图像传感器及第二图像传感器分别记录前方的一帧数字图像数据，并将该帧图像数据分别传输给DSP处理单元，该帧图像记录了当前时间镜头视场角内的数字化了的图像数据；
2)处理图像数据：DSP处理单元用同样的算法分别处理第一图像传感器的数据和第二图像传感器的数据：具体方法为，对步骤1)中所述的数字化了的图像数据进行处理，首先用数字算法消除图像畸变，而后进行数据平滑消除噪点，最后设定门限进行二值化；再次根据步骤1)中所述的折线线段或曲线线段的左右关系对图像平滑进而消除噪点，消除噪点后各条折线线段或曲线线段为自左向右排列，使得同一个X坐标上只有一个高亮线段存在；
3)求取每一个X坐标上的高亮线段的质心：将同一个X坐标的高亮线段的点坐标加起来进行平均，可以得到对应X坐标的质心为Y；经过本步计算，从左到右的任意一个X坐标上，只可能有不超过1个的Y高亮质心点；对于某个X，如果有1个Y质心点，代表这个方向上的距离在测距范围内，如果没有Y质心点，代表这个方向上的距离不在测距范围内；
4)根据自左至右的所有(X，Y)计算宽角度范围内测量角度和测量距离：
a)对于某一个(X，Y)，根据Y轴坐标求垂直距离d，已知结构光发射组件到图像传感器镜头组的距离为p，图像传感器镜头在Y轴视场角为2α，图像传感器中轴与光发射组件夹角为θ，带入公式计算出垂直距离d，其中，n为结构光点在Y轴上的坐标，y为Y轴方向上图像传感器芯片上成像的总点数；
对于最近测量点G，当G的理论值n＝y时，可求得最近测量量程dG，
b)已知镜头在X轴上视场角为2β，图像数据在X轴的中心点为O，每一个X代表一个方向，X方向与Y方向所成的方向角为γ，对于x＝m，y＝n的坐标点来说，带入公式求出待测距离dx，获取测距结果(γ，dx)，dx为在γ方向的距离；
c)重复步骤a)及步骤b)，计算完自左向右整个2β宽角度范围内的多个点的测距角度及测距距离并将整个2β范围内的多个点的测距结果输出。
5)重复上述计算步骤，对第一图像传感器的数据根据自左至右的所有(X，Y)计算正前方宽角度范围内测量角度和测量距离；对第二图像传感器的数据根据自左至右的所有(X，Y)计算正前方宽角度范围内测量角度和测量距离。
6)在宽角度范围内，得到γ角度方向的测距距离，第一图像传感器的测距距离为dx1,第二图像传感器的测距距离为dx2，并对第一图像传感器、第二图像传感器得到的测距距离进行比较拟和，公式如下：
dγ为该γ角度的测距距离，Cγ为该γ角度的置信值。
7.根据权利要求6所述的测距方法，其特征在于：所述步骤6)中确定置信度高低的具体公式解释如下：对于γ角度方向，第一图像传感器的测距距离为dx1,第二图像传感器的测距距离为dx2，如果dx1接近或者等于dx2，则说明该方向测距值置信度比较高；如果dx1与dx2差距很大，则该方向的置信度比较低。
8.根据权利要求6所述的测距方法，其特征在于：所述第一图像传感器和第二图像传感器的拍摄宽角度可以相同，也可以不相同，适用于不同的深度摄像机设备：
二者的拍摄宽角度如果相同，则该深度摄像机适用于全部角度的测距都可以获取准确的置信度；二者的拍摄宽角度如果不相同，则该深度摄像机正前方略窄的宽角度范围内可以获取更精确的测距值，同时可以获取比较高的置信度。
CN201710223583.8A 2017-04-07 2017-04-07 基于双目结构光的准确置信度深度摄像机测距装置及方法 Pending CN108693538A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710223583.8A CN108693538A (zh) 2017-04-07 2017-04-07 基于双目结构光的准确置信度深度摄像机测距装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710223583.8A CN108693538A (zh) 2017-04-07 2017-04-07 基于双目结构光的准确置信度深度摄像机测距装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108693538A true CN108693538A (zh) 2018-10-23

Family

ID=63843014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710223583.8A Pending CN108693538A (zh) 2017-04-07 2017-04-07 基于双目结构光的准确置信度深度摄像机测距装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108693538A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109579783A (zh) * 2018-12-07 2019-04-05 长沙捕光新能源科技有限公司 一种用于提升双目摄像头测距精度的装置
CN110703270A (zh) * 2019-10-08 2020-01-17 歌尔股份有限公司 深度模组测距方法、装置、可读存储介质及深度相机
CN111062313A (zh) * 2019-12-13 2020-04-24 歌尔股份有限公司 一种图像识别方法、装置、监控系统及存储介质

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000070303A1 (en) * 1999-05-14 2000-11-23 3Dmetrics, Incorporated Color structured light 3d-imaging system
CN102914262A (zh) * 2012-09-29 2013-02-06 北京控制工程研究所 一种基于附加视距的非合作目标贴近测量方法
CN103796004A (zh) * 2014-02-13 2014-05-14 西安交通大学 一种主动结构光的双目深度感知方法
CN103824318A (zh) * 2014-02-13 2014-05-28 西安交通大学 一种多摄像头阵列的深度感知方法
CN105572681A (zh) * 2014-10-31 2016-05-11 洛克威尔自动控制安全公司 飞行时间传感器的绝对距离测量
CN105699982A (zh) * 2015-05-25 2016-06-22 北京雷动云合智能技术有限公司 双激光标定的高精度摄像头芯片多点测距装置及方法
CN105717511A (zh) * 2015-05-07 2016-06-29 北京雷动云合智能技术有限公司 基于线束激光器和普通摄像头芯片的多点测距装置及方法
CN105987694A (zh) * 2015-02-09 2016-10-05 株式会社理光 识别移动设备的用户的方法和装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000070303A1 (en) * 1999-05-14 2000-11-23 3Dmetrics, Incorporated Color structured light 3d-imaging system
CN102914262A (zh) * 2012-09-29 2013-02-06 北京控制工程研究所 一种基于附加视距的非合作目标贴近测量方法
CN103796004A (zh) * 2014-02-13 2014-05-14 西安交通大学 一种主动结构光的双目深度感知方法
CN103824318A (zh) * 2014-02-13 2014-05-28 西安交通大学 一种多摄像头阵列的深度感知方法
CN105572681A (zh) * 2014-10-31 2016-05-11 洛克威尔自动控制安全公司 飞行时间传感器的绝对距离测量
CN105987694A (zh) * 2015-02-09 2016-10-05 株式会社理光 识别移动设备的用户的方法和装置
CN105717511A (zh) * 2015-05-07 2016-06-29 北京雷动云合智能技术有限公司 基于线束激光器和普通摄像头芯片的多点测距装置及方法
CN105699982A (zh) * 2015-05-25 2016-06-22 北京雷动云合智能技术有限公司 双激光标定的高精度摄像头芯片多点测距装置及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴睿: "中国西部省际经济差距变化研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库经济与管理科学辑》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109579783A (zh) * 2018-12-07 2019-04-05 长沙捕光新能源科技有限公司 一种用于提升双目摄像头测距精度的装置
CN110703270A (zh) * 2019-10-08 2020-01-17 歌尔股份有限公司 深度模组测距方法、装置、可读存储介质及深度相机
CN111062313A (zh) * 2019-12-13 2020-04-24 歌尔股份有限公司 一种图像识别方法、装置、监控系统及存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100753885B1 (ko) 촬상 장치
US9967545B2 (en) System and method of acquiring three-dimensional coordinates using multiple coordinate measurment devices
CN105699982B (zh) 双激光标定的高精度摄像头芯片多点测距装置及方法
US8670114B2 (en) Device and method for measuring six degrees of freedom
CN105717511B (zh) 基于线束激光器和普通摄像头芯片的多点测距方法
CN106595519B (zh) 一种基于激光mems投影的柔性三维轮廓测量方法及装置
CN108171758B (zh) 基于最小光程原理和透明玻璃标定板的多相机标定方法
KR20190074841A (ko) 옵티컬 트래킹 시스템 및 옵티컬 트래킹 방법
CN105717513B (zh) 一种基于普通摄像头芯片的低成本激光测距方法
JP2002139304A (ja) 距離測定装置、及び距離測定方法
CN106918306A (zh) 基于光场单相机的工业产品三维形貌实时检测系统
US11619481B2 (en) Coordinate measuring device
JPH11160021A (ja) 広域３次元位置計測方法及び装置
KR100264393B1 (ko) 프리즘에 의한 스테레오 카메라 시스템
CN105004324A (zh) 一种具有三角测距功能的单目视觉传感器
CN108693538A (zh) 基于双目结构光的准确置信度深度摄像机测距装置及方法
CN106840029A (zh) 一种高反光物体表面轮廓测量装置及方法
CN204679637U (zh) 双激光标定的高精度ccd多点测距装置
CN107564051B (zh) 一种深度信息采集方法及系统
CN110827360B (zh) 一种光度立体式测量系统及其标定光源方向的方法
CN109270546A (zh) 一种基于结构光和双图像传感器的测距装置及其测距方法
CN102401901B (zh) 测距系统及测距方法
KR101733657B1 (ko) 거리영상 기반 카메라를 이용한 객체 카운터 시스템 및 그 카운트 방법
CN105717502B (zh) 一种基于线阵ccd的高速激光测距装置
US20230408253A1 (en) Three-dimensional scanner having sensors with overlapping fields of view

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181023

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication