CN111649695A - 一种双目视觉传感器及物体识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双目视觉传感器，包括：壳体、第一摄像机、第二摄像机、激光散斑状纹理投射器及转动件，第一摄像机、第二摄像机、激光散斑状纹理投射器及转动件设置在壳体内，转动件与激光散斑状纹理投射器连接，激光散斑状纹理投射器在被照射的物体表面形成多个且不规则的激光斑点，转动件用于驱动激光散斑状纹理投射器转动，使被照射的物体表面的激光斑点变化。本发明还包括一种采用双目视觉传感器的物体识别方法。本发明设置有转动件，转动件带动激光散斑状纹理投射器转动，使激光散斑状纹理实现变化，进而使第一摄像机、第二摄像机拍摄到同一物体上不同的激光散斑状纹理，使物体的形状轮廓识别的更加准确。

Description

一种双目视觉传感器及物体识别方法
技术领域
本发明涉及机器视觉技术领域，具体是一种双目视觉传感器及物体识别方法。
背景技术
现有的双目三维数据测量方法多为固定式激光散斑状纹理或可变结构光投影重建方法，投射纹理主要是为了更容易匹配两个相机采集图像中的“对应点”，特别是在物体表面纹理不明显的情况，双目相机很难找到“对应点”，所以主动投射的纹理越多且对比度越高就越容易获取好的三维图像，目前固定式激光散斑状纹理都是一次投射，虽然一次可以投射2～3万个斑点，但是对于大一点的3D图像分辨率还是明显偏低，如果采用可变结构光投影，大部分采用的是DLP的投影仪，通过切换不同的激光散斑状纹理来实现可变结构光，对比度很难达到激光的水平，同时热量也没有激光容易控制，切换过程繁琐，导致测量过程效率低。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，提供一种新的双目视觉传感器结构及物体识别方法。
本发明采用的技术方案为：一种双目视觉传感器，包括：壳体、第一摄像机、第二摄像机、激光散斑状纹理投射器及转动件，所述第一摄像机、所述第二摄像机、所述激光散斑状纹理投射器及所述转动件设置在所述壳体内，所述转动件与所述激光散斑状纹理投射器连接，所述激光散斑状纹理投射器在被照射的物体表面形成多个且不规则的激光斑点，所述转动件用于驱动所述激光散斑状纹理投射器转动，使被照射的物体表面的激光斑点变化，所述第一摄像机、所述第二摄像机用于拍摄所述激光散斑状纹理投射器射出的激光散斑状纹理。
一种采用双目视觉传感器的物体识别方法，其包括以下步骤：
S1、所述激光散斑状纹理投射器射出的激光散斑状纹理照在被测物体表面；
S2、所述第一摄像机、所述第二摄像机拍摄被测物体表面的激光斑点，得到激光斑点的图片；
S3、转动电机带动所述激光散斑状纹理投射器转动一定角度，使被测物体表面的激光斑点在物体表面的投影位置发生变化；
S4、重复数次步骤S2-S3，得到若干张激光斑点的图片；
S5、将若干张激光斑点的图片重叠合成一张图片，通过合成的照片判断物体的三维形状与轮廓。
本发明的效果是：本发明所述的双目视觉传感器，设置有转动件，所述转动件带动所述激光散斑状纹理投射器转动，使激光散斑状纹理实现相位变化，进而使所述第一摄像机、所述第二摄像机拍摄到同一物体上不同的激光散斑状纹理分布图像，从而可以获得更加准确的3D轮廓图像。
附图说明
图1所示为本发明提供的一种双目视觉传感器的结构示意图；
图2所示为本发明提供的一种双目视觉传感器的内部结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
下面结合附图介绍本发明的双目视觉传感器：
请参阅图1-图2，为本发明提供的一种双目视觉传感器，包括：壳体1、第一摄像机2、第二摄像机3、激光散斑状纹理投射器4及转动件5，所述壳体1所述第一摄像机2、所述第二摄像机3、所述激光散斑状纹理投射器4及所述转动件5设置在所述壳体1内，所述转动件5与所述激光散斑状纹理投射器4连接，用于驱动所述激光散斑状纹理投射器4转动，所述第一摄像机2、所述第二摄像机3用于拍摄所述激光散斑状纹理投射器4射出的激光散斑状纹理。
所述壳体1的一侧壁内凹形成弯折面，该侧壁上嵌设设有第一摄像透镜11、第二摄像透镜12及激光透镜13，所述激光透镜13位于所述第一摄像透镜11、所述第二摄像透镜12之间，所述第一摄像透镜11、所述第二摄像透镜12朝向所述激光透镜13倾斜，所述第一摄像透镜11的轴线延长线、所述第二摄像透镜12的轴线延长线、所述激光透镜13的轴线延长线交汇于一个点。
所述第一摄像机2固定在所述壳体1的内壁上，所述第一摄像机2的镜头与所述第一摄像透镜11对应，所述第一摄像机2透过所述第一摄像透镜11拍摄所述壳体1外的物体。
所述第二摄像机3固定在所述壳体1的内壁上，所述第二摄像机3的镜头与所述第二摄像透镜12对应，所述第二摄像机3透过所述第二摄像透镜12拍摄所述壳体1外的物体。
所述激光散斑状纹理投射器4可转动的设置在所述壳体1的内壁上，所述激光散斑状纹理投射器4位于所述第一摄像机2与所述第二摄像机3之间，所述激光散斑状纹理投射器4的激光射出端与所述激光透镜13对应，所述激光散斑状纹理投射器4透过所述激光透镜13向所述壳体1外发射激光。
所述激光散斑状纹理投射器4在被照射的物体表面形成多个且不规则的激光斑点。
所述转动件5包括转动电机51、主动齿轮52及从动齿轮53，所述转动电机51固定在所述壳体1的内壁上，所述转动电机51的活动端与所述主动齿轮52固定，所述主动齿轮52与所述从动齿轮53啮合，所述从动齿轮53套设在所述激光散斑状纹理投射器4上，所述转动电机51通过所述主动齿轮52及所述从动齿轮53带动所述激光散斑状纹理投射器4相对所述壳体1相对转动，从而实现所述激光散斑状纹理投射器4射出的激光散斑状纹理转动。
所述第一摄像机2、所述第二摄像机3用于拍摄所述激光散斑状纹理投射器4射出的激光散斑状纹理。
实施例2
本实施例提供一种实施例1的方法，其包括以下步骤：
S1、所述激光散斑状纹理投射器射出的激光散斑状纹理照在被测物体表面；
S2、所述第一摄像机、所述第二摄像机拍摄被测物体表面的激光斑点，得到激光斑点的图片；
S3、转动电机带动所述激光散斑状纹理投射器转动一定角度，使被测物体表面的激光斑点在物体表面的投影位置发生变化；
S4、重复数次步骤S2-S3，得到若干张激光斑点的图片；
S5、将若干张激光斑点的图片重叠合成一张图片，通过合成的照片判断物体的三维形状与轮廓。
需要说明的是，当重复步骤S2-S3的次数足够多，可预见的，最终合成的图片上，被测物体表面被打满均匀的光斑，使物体的形状与轮廓的线条更加清晰，方便识别。
使用本发明所述的双目视觉传感器，所述第一摄像机2、所述第二摄像机3拍摄所述激光散斑状纹理投射器4射出的激光散斑状纹理，所述转动件5带动所述激光散斑状纹理投射器4转动，使激光散斑状纹理实现变化，通过拍摄到的不同的激光散斑状纹理实现物体的形状轮廓识别。
本发明所述的双目视觉传感器具有以下特点：设置有转动件5，所述转动件5带动所述激光散斑状纹理投射器4转动，使激光散斑状纹理实现变化，进而使所述第一摄像机2、所述第二摄像机3拍摄到同一物体上不同的激光散斑状纹理，使物体的形状轮廓识别的更加准确。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双目视觉传感器，其特征在于，包括：壳体、第一摄像机、第二摄像机、激光散斑状纹理投射器及转动件，所述第一摄像机、所述第二摄像机、所述激光散斑状纹理投射器及所述转动件设置在所述壳体内，所述转动件与所述激光散斑状纹理投射器连接，所述激光散斑状纹理投射器在被照射的物体表面形成多个且不规则的激光斑点，所述转动件用于驱动所述激光散斑状纹理投射器转动，使被照射的物体表面的激光斑点变化，所述第一摄像机、所述第二摄像机用于拍摄所述激光散斑状纹理投射器射出的激光散斑状纹理。
2.如权利要求1所述的双目视觉传感器，其特征在于，所述转动件包括转动电机、主动齿轮及从动齿轮，所述转动电机固定在所述壳体的内壁上，所述转动电机的活动端与所述主动齿轮固定，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合，所述从动齿轮套设在所述激光散斑状纹理投射器上。
3.如权利要求2所述的双目视觉传感器，其特征在于，所述壳体的一侧壁内凹形成弯折面，该侧壁上嵌设有第一摄像透镜、第二摄像透镜及激光透镜，所述激光透镜位于所述第一摄像透镜、所述第二摄像透镜之间，所述第一摄像透镜、所述第二摄像透镜朝向所述激光透镜倾斜，所述第一摄像透镜的轴线延长线、所述第二摄像透镜的轴线延长线、所述激光透镜的轴线延长线交汇于一个点。
4.如权利要求3所述的双目视觉传感器，其特征在于，所述第一摄像机固定在所述壳体的内壁上，所述第一摄像机的镜头与所述第一摄像透镜对应，所述第一摄像机透过所述第一摄像透镜拍摄所述壳体外的物体。
5.如权利要求3所述的双目视觉传感器，其特征在于，所述第二摄像机固定在所述壳体的内壁上，所述第二摄像机的镜头与所述第二摄像透镜对应，所述第二摄像机透过所述第二摄像透镜拍摄所述壳体外的物体。
6.如权利要求3所述的双目视觉传感器，其特征在于，所述激光散斑状纹理投射器可转动的设置在所述壳体的内壁上，所述激光散斑状纹理投射器位于所述第一摄像机与所述第二摄像机之间，所述激光散斑状纹理投射器的激光射出端与所述激光透镜对应，所述激光散斑状纹理投射器透过所述激光透镜向所述壳体外发射激光。
7.一种采用权利要求1-6中任一所述的双目视觉传感器的物体识别方法，其包括以下步骤：
S1、所述激光散斑状纹理投射器射出的激光散斑状纹理照在被测物体表面；
S2、所述第一摄像机、所述第二摄像机拍摄被测物体表面的激光斑点，得到激光斑点的图片；
S3、转动电机带动所述激光散斑状纹理投射器转动一定角度，使被测物体表面的激光斑点排布产生变化；
S4、重复数次步骤S2-S3，得到若干张激光斑点的图片；
S5、将若干张激光斑点的图片重叠合成一张图片，通过合成的照片判断物体的形状与轮廓。
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