CN110132225B - 单目斜置非共轴透镜测距装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单目斜置非共轴透镜测距装置,由一个斜置透镜和一个屏幕构成,所述斜置透镜为一个光心不与主光轴重合且其光轴相对于主光轴有一定夹角的透镜,当位于主光轴延长线上的一点通过斜置透镜成像时,像点在主光轴与感光屏的相交点一定距离处,通过测量像点与主光轴的相对距离,并考虑斜置透镜的成像参数,即可获取到该光源相对于透镜的距离。本发明通过较为简单的几何算法即可实现测距功能。
Description
技术领域
本发明涉及测距装置领域,具体涉及一种单目斜置非共轴透镜测距装置。
背景技术
计算机视觉广泛应用在在工业生产和自动驾驶等多个领域,其中对空间立体信息的识别尤为重要。在构建空间立体模型的过程中,距离的测定是一项基础的内容。目前绝大多数测距是基于双目视觉,通过识别两个图像的不同点并运用几何算法来得出距离。如工业中的多自由度机械装置的精确位姿的动态检测,影视制作中的立体场景重建等均是基于此原理。少数的单目测距则是主要基于软件算法对二维图像的识别,以相似三角形为基本原理,通过对图像信息的提取和建模来估计距离。例如早期的单摄像头手机的测距功能则是基于此原理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单目斜置非共轴透镜测距装置,其可通过较为简单的几何算法实现测距功能。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
单目斜置非共轴透镜测距装置,由一个斜置透镜和一个屏幕构成,所述斜置透镜为一个光心不与主光轴重合且其光轴相对于主光轴有一定夹角的透镜,当位于主光轴延长线上的一点通过斜置透镜成像时,像点在主光轴与感光屏的相交点一定距离处,通过测量像点与主光轴的相对距离,并考虑斜置透镜的成像参数,即可获取到该光源相对于透镜的距离。
进一步地,通过以下步骤计算光源相对于透镜的距离:
S1、设A系原点位于水平的主光轴上,B系原点为斜置透镜的光心,A系为以主光轴为x轴建立的平面直角坐标系,B系为以斜置透镜光轴为x轴建立的平面直角坐标系;取B系原点在A系中的坐标为(-a,-b),主光轴于斜置透镜光轴的夹角为θ。在A坐标系中取一点(XA,YA),将该点在B系中记作(XB,YB),,则由坐标的平移及旋转变换可得:
S2、设镜头前且在主光轴延长线上一点P通过斜置透镜在后方屏幕上于像点Q处成像,在B系中,由成像关系可得如下两个等式:
S3、将式(1),(2)的坐标变换代入等式(3),(4),可得关于XQA和XPA的二元方程,联立可解得XPA,即P光点到测距装置的距离。
本发明具有以下有益效果:
通过较为简单的几何算法即可实现测距功能。
附图说明
图1为本发明实施例一种单目斜置非共轴透镜测距装置的结构示意图。
图2为本发明实施例的光路示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示,本发明实施例提供了一种单目斜置非共轴透镜测距装置,由一个斜置透镜1和一个屏幕2构成,所述斜置透镜为一个光心不与主光轴重合且其光轴相对于主光轴有一定夹角的透镜,当位于主光轴延长线上的一点通过斜置透镜成像时,像点在主光轴与感光屏的相交点一定距离处,通过测量像点与主光轴的相对距离,并考虑斜置透镜的成像参数,即可获取到该光源相对于透镜的距离。具体的:
如图2所示,A系原点位于水平的主光轴上,B系原点为斜置透镜的光心。斜置透镜的光心与主光轴不重合且其光轴相对于主光轴有一定的夹角。
1)如图2所示,A系为以主光轴为x轴建立的平面直角坐标系,B系为以斜置透镜光轴为x轴建立的平面直角坐标系。设B系原点在A系中的坐标为(-a,-b),主光轴于斜置透镜光轴的夹角为θ,在A坐标系中取一点(XA,YA),将该点在B系中记作(XB,YB),由坐标的平移及旋转变换可得:
2)如图2所示,镜头前且在主光轴延长线上一点P通过斜置透镜在后方屏幕上于像点Q处成像。在B系中,由成像关系可得如下两个等式:
3)将式(1),(2)的坐标变换代入等式(3),(4),可得关于XQA和XPA的二元方程。联立可解得XPA,即P光点到测距装置的距离。
基于该原理的简易低成本光学仪器,可以应用于对于高亮光点的距离测量,例如,夜间车辆对前方光源的距离测量。另外,可以应用于制作简易的激光测距仪,先主动发射激光照射到被测物体上形成高亮光点,便可通过该原理对目标距离的快速测量。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (1)
1.单目斜置非共轴透镜测距装置,其特征在于,由一个斜置透镜和一个屏幕构成,所述斜置透镜为一个光心不与主光轴重合且其光轴相对于主光轴有一定夹角的透镜,当位于主光轴延长线上的一点通过斜置透镜成像时,像点在主光轴与感光屏的相交点一定距离处,通过测量像点与主光轴的相对距离,并考虑斜置透镜的成像参数,即可获取到光源相对于透镜的距离;
通过以下步骤计算光源相对于透镜的距离:
S1、设A系原点位于水平的主光轴上,B系原点为斜置透镜的光心,A系为以主光轴为x轴建立的平面直角坐标系,B系为以斜置透镜光轴为x轴建立的平面直角坐标系;取B系原点在A系中的坐标为(-a,-b),主光轴于斜置透镜光轴的夹角为θ,在A坐标系中取一点(XA,YA),将该点在B系中记作(XB,YB),则由坐标的平移及旋转变换可得:
S2、设镜头前且在主光轴延长线上一点P通过斜置透镜在后方屏幕上于像点Q处成像,在B系中,由成像关系可得如下两个等式:
S3、将式(1),(2)的坐标变换代入等式(3),(4),可得关于XQA和XPA的二元方程,联立可解得XPA,即P光点到测距装置的距离。
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Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004239791A (ja) * | 2003-02-07 | 2004-08-26 | Japan Science & Technology Agency | ズームによる位置計測方法 |
JP2012198031A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Ricoh Co Ltd | 画像補正方法及び画像補正装置 |
DE102011100146A1 (de) * | 2011-04-29 | 2012-10-31 | Schott Ag | Dreidimensionale Messung von bewegten Objekten |
CN105606025A (zh) * | 2016-02-01 | 2016-05-25 | 西安交通大学 | 一种使用激光器和单目相机测量球状目标几何参数的方法 |
CN106443650A (zh) * | 2016-09-12 | 2017-02-22 | 电子科技大学成都研究院 | 一种基于几何关系的单目视觉测距方法 |
RU2618787C1 (ru) * | 2016-02-12 | 2017-05-11 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Лазерный дальномер с комбинированным лазерным излучателем |
CN106815872A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-06-09 | 芜湖瑞思机器人有限公司 | 基于圆锥投影变换的单目视觉空间定位方法 |
CN107702695A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-02-16 | 歌尔股份有限公司 | 摄像模组镜头与图像传感器相对位置的测试方法 |
CN109238659A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-18 | 北京理工大学 | 一种基于实验光线追迹原理的透镜焦距测量技术与装置 |
CN109489620A (zh) * | 2019-01-12 | 2019-03-19 | 内蒙古农业大学 | 一种单目视觉测距方法 |
CN208765706U (zh) * | 2018-09-03 | 2019-04-19 | 黄剑鸣 | 点光源测距装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1137720A (ja) * | 1997-07-16 | 1999-02-12 | Teiichi Okochi | 被写体の位置測定方法及び装置 |
US20100277748A1 (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-04 | Sergey Potapenko | Method and System for Measuring Relative Positions Of A Specular Reflection Surface |
CN101852607A (zh) * | 2010-05-21 | 2010-10-06 | 崔一 | 旋转式激光视觉线阵空间识别定位系统 |
KR20170092577A (ko) * | 2014-12-09 | 2017-08-11 | 바스프 에스이 | 광 검출기 |
CN106595529B (zh) * | 2016-03-15 | 2019-04-16 | 南京理工大学 | 基于虚拟牛顿环的大曲率半径非零位干涉测量方法及装置 |
-
2019
- 2019-05-10 CN CN201910389840.4A patent/CN110132225B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004239791A (ja) * | 2003-02-07 | 2004-08-26 | Japan Science & Technology Agency | ズームによる位置計測方法 |
JP2012198031A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Ricoh Co Ltd | 画像補正方法及び画像補正装置 |
DE102011100146A1 (de) * | 2011-04-29 | 2012-10-31 | Schott Ag | Dreidimensionale Messung von bewegten Objekten |
CN105606025A (zh) * | 2016-02-01 | 2016-05-25 | 西安交通大学 | 一种使用激光器和单目相机测量球状目标几何参数的方法 |
RU2618787C1 (ru) * | 2016-02-12 | 2017-05-11 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Лазерный дальномер с комбинированным лазерным излучателем |
CN106443650A (zh) * | 2016-09-12 | 2017-02-22 | 电子科技大学成都研究院 | 一种基于几何关系的单目视觉测距方法 |
CN106815872A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-06-09 | 芜湖瑞思机器人有限公司 | 基于圆锥投影变换的单目视觉空间定位方法 |
CN107702695A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-02-16 | 歌尔股份有限公司 | 摄像模组镜头与图像传感器相对位置的测试方法 |
CN208765706U (zh) * | 2018-09-03 | 2019-04-19 | 黄剑鸣 | 点光源测距装置 |
CN109238659A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-18 | 北京理工大学 | 一种基于实验光线追迹原理的透镜焦距测量技术与装置 |
CN109489620A (zh) * | 2019-01-12 | 2019-03-19 | 内蒙古农业大学 | 一种单目视觉测距方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
单目OV6620 数字摄像头在视觉测距中的应用;马其华 等;《机械设计与制造》;20110228(第2期);71-73页 * |
单目摄像头精确测距技术及实现方法;樊露;《装备制造技术》;20160331(第3期);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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