CN206132980U - 一种利用单台摄像机实现双目定位的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种利用单台摄像机实现双目定位的装置，包括控制系统、左扫描振镜、右扫描振镜、等腰直角棱镜和摄像机；控制系统用于控制左扫描振镜和右扫描振镜的旋转，等腰直角棱镜设置在左扫描振镜和右扫描振镜连线的中点上，摄像机的设置在等腰直角棱镜中心线的延长线上，摄像机的输出端与计算机的输入端链接；本实用新型所述的利用单台摄像机实现双目定位的装置，结构简单，携带方便；本实用新型只需利用计算机记录的扫描振镜的旋转角度和正切定理，即可计算出目标物体与参考点之间的距离，大大简化了计算过程；同时，本实用新型不需如现有的双目定位技术那样计算两部相机之间的相对距离，定位结果更加精确可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及光定位领域，尤其涉及一种利用单台摄像机实现双目定位的装置。
背景技术
随着科技的发展，定位技术也变得越来越精确；常用的定位技术有电磁场定位技术、声定位技术和光定位技术，其中应用最广泛的就是光定位技术，光定位技术适应环境的能力强，可定位的物体种类繁多，光定位技术中最常用的为双目定位技术，现有的双目定位技术一般使用两部相机来定位，对物体上一个特征点，用两部固定于不同位置的相机摄得物体的像，分别获得该点在两部相机像平面上的坐标，只要知道两部相机精确的相对位置，就可用几何的方法得到该特征点在固定一部相机的坐标系中的坐标，即确定了特征点的位置。
但是现有的双目定位技术还存在一定的缺陷，为了计算目标物体的精确位置，一方面需要以两部相机为参考点建立一个新的参考坐标系，大大增加了对目标物体进行定位的计算量；另一方面，如果两部相机之间的相对位置不精确，就会大大降低目标物体的定位精度，这就大大增加了双目定位技术的难度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种利用单台摄像机实现双目定位的装置，目的在于解决背景技术中所述的现有的双目定位技术存在的缺陷。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种利用单台摄像机实现双目定位的装置，包括控制系统、左扫描振镜、右扫描振镜、等腰直角棱镜和摄像机；
所述的控制系统采用由计算机控制的扫描振镜控制系统；
所述的左扫描振镜和右扫描振镜的控制输入端均与计算机控制的扫描振镜控制系统的控制输出端连接；
所述的等腰直角棱镜设置在左扫描振镜和右扫描振镜连线的中点上，且等腰直角棱镜设置的高度与左扫描振镜和右扫描振镜设置的高度相同；
所述的摄像机的设置在等腰直角棱镜中心线的延长线上，摄像机的输出端与计算机的输入端链接。
还包括外壳，外壳的横截面为三角形，三角形的角为弧形，外壳上表面设置有与外壳相匹配的密封盖，左扫描振镜和右扫描振镜对应的外壳侧壁上开设有入光窗。
所述的外壳下表面还设置有高度调节器。
本实用新型的有益效果：
本实用新型所述的利用单台摄像机实现双目定位的装置，结构简单，携带方便；本实用新型所述的利用单台摄像机实现双目定位的装置，不需要建立新的参考坐标系，只需利用计算机记录的扫描振镜旋转角度和正切定理，即可计算出目标物体与参考点之间的距离，大大简化了计算过程；同时，本实用新型所述的利用单台摄像机实现双目定位的装置只需将两个扫描振镜固定，而不需如现有的双目定位技术那样计算两部相机之间的相对距离，定位结果更加精确可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的俯视图；
图2为本实用新型的立体图；
图3为本实用新型的光路原理图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语 “左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
如图1和图2所示：本实用新型所述的利用单台摄像机实现双目定位的装置，包括控制系统、左扫描振镜2、右扫描振镜4、等腰直角棱镜3和摄像机5；
控制系统采用由计算机控制的扫描振镜控制系统，由计算机控制的扫描振镜控制系统能够利用伺服电机精确的控制扫描振镜的旋转角度，同时计算机也能够根据伺服电机的旋转记录扫描振镜的旋转角度；利用计算机控制的扫描振镜控制系统控制扫描振镜的旋转属于现有技术，这里不再赘述。
所述的左扫描振镜2和右扫描振镜4的控制输入端均与计算机控制的扫描振镜控制系统的控制输出端连接，保证计算机能够通过扫描振镜控制系统控制左扫描振镜2和右扫描振镜4的旋转。
所述的等腰直角棱镜3设置在左扫描振镜2和右扫描振镜4连线的中点上，且等腰直角棱镜3设置的高度与左扫描振镜2和右扫描振镜4设置的高度相同，保证等腰直角棱镜3能够将水平入射在棱上的光线（由左扫描振镜2和右扫描振镜4反射的光线）沿竖直方向折射出，并射向摄像机5。
所述的摄像机5的设置在等腰直角棱镜3中心线的延长线上，以保证摄像机5能够精确的扑捉到由等腰直角棱角反射的光线，即扑捉到目标物体的图像；摄像机5的输出端还与计算机的输入端链接，当摄像机5分别通过左扫描振镜2和右扫描振镜4扑捉到两幅目标物体的图像时，计算机内置的图像对比软件会判断两幅目标物体的图像是否匹配，若两幅图像不匹配，则计算机控制左扫描振镜2和右扫描振镜4同步旋转，直至两幅图像匹配；计算通过内置软件对比图像是否匹配属于现有成熟技术，这里不再赘述。
本实用新型所述的利用单台摄像机实现双目定位的装置还包括外壳1，外壳1的横截面为三角形，三角形的角为弧形，以避免使用者由于碰到外壳1的尖角而对自身造成伤害，外壳1上表面设置有与外壳1相匹配的密封盖，左扫描振镜2和右扫描振镜4对应的外壳1侧壁上开设有入光窗，保证目标物体的反射光线能够顺利的照射到扫描振镜上，外壳1下表面还设置有高度调节器，以根据不同的定位环境相应的调整本实用新型的高度，方便实用。
在使用本实用新型所述的利用单台摄像机实现双目定位的装置时，首先利用现有的辅助装置（如激光器等）使目标物体、等腰直角棱镜3的中心线和摄像机5的中心线位于一条直线上，左扫描冷静和右扫描振镜4的初始状态均为竖直状态；然后打开计算机和摄像机5的电源，计算机通过扫描振镜控制系统控制左扫描振镜2和右扫描振镜4旋转，左扫描振镜2和右扫描振镜4接收到目标物体的反射光线之后，通过等腰直角棱镜3将目标物体的反射光线反射给摄像机5，摄像机5再将扑捉到的目标物体图像传输给计算机，计算机通过内置的图像对比软件判断图像是否匹配，若不匹配，则计算机继续通过扫描振镜控制系统控制扫描振镜旋转，直至图像相互匹配；此时，如图3所示：以右扫描振镜4为例，实线l1为入射光线，虚线l2为法线，实线l3为反射光线，反射光线l3与等腰直角棱镜3中线的交点设为定位参考点O点，目标物体所处的位置设为P点，入射光线l1与反射光线l3的交点设为A点，P点与定位参考点O点之间的距离设为L，左扫描振镜2和右扫描振镜4之间的距离设为h，为了更清楚的区分旋转前后的右扫描振镜4，旋转前的右扫描振镜4用4（1）表示，旋转后的右扫描振镜4用4（2）表示，右扫描振镜4旋转的角度用 QUOTE 表示；因为∠b+∠a=90°，∠c+∠a=90°，所以∠b=∠c= QUOTE ，所以入射光线l1与反射光线l3之间的夹角即∠OAP=2QUOTE ，所以P点与定位参考点O点之间的距离L=0.5*h*tan2 QUOTE ，完成定位。
本实用新型所述的利用单台摄像机实现双目定位的装置，结构简单，携带方便；本实用新型所述的利用单台摄像机实现双目定位的装置，不需要建立新的参考坐标系，只需利用计算机记录的扫描振镜旋转角度和正切定理，即可计算出目标物体与参考点之间的距离，大大简化了计算过程；同时，本实用新型所述的利用单台摄像机实现双目定位的装置只需将两个扫描振镜固定，而不需如现有的双目定位技术那样计算两部相机之间的相对距离，定位结果更加精确可靠。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (3)
1.一种利用单台摄像机实现双目定位的装置，其特征在于：包括控制系统、左扫描振镜、右扫描振镜、等腰直角棱镜和摄像机；
所述的控制系统采用由计算机控制的扫描振镜控制系统；
所述的左扫描振镜和右扫描振镜的控制输入端均与计算机控制的扫描振镜控制系统的控制输出端连接；
所述的等腰直角棱镜设置在左扫描振镜和右扫描振镜连线的中点上，且等腰直角棱镜设置的高度与左扫描振镜和右扫描振镜设置的高度相同；
所述的摄像机的设置在等腰直角棱镜中心线的延长线上，摄像机的输出端与计算机的输入端链接。
2.根据权利要求1所述的一种利用单台摄像机实现双目定位的装置，其特征在于：还包括外壳，外壳的横截面为三角形，三角形的角为弧形，外壳上表面设置有与外壳相匹配的密封盖，左扫描振镜和右扫描振镜对应的外壳侧壁上开设有入光窗。
3.根据权利要求2所述的一种利用单台摄像机实现双目定位的装置，其特征在于：所述的外壳下表面还设置有高度调节器。
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| CN201621110282.1U CN206132980U (zh) | 2016-10-11 | 2016-10-11 | 一种利用单台摄像机实现双目定位的装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113552583A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-10-26 | 东莞市光劲光电有限公司 | 一种单摄像头物体三维空间定位方法 |
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