CN207963848U - 一种基于双目视觉的望远测距系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于双目视觉的望远测距系统，包括图像采集模块，图像预处理模块，图像匹配模块，图像测距模块，图像显示模块；所述图采集模块包括左目摄像机、右目摄像机、水平导轨以及支架，所述水平导轨固定在支架上，左目摄像机和右目摄像机固定在水平导轨上并在水平导轨上滑动；所述图像预处理模块与图像采集模块中的左目摄像机、右目摄像机相连接；所述图像匹配模块与图像预处理模块连接；所述图像测距模块与图像匹配模块连接；所述图像显示模块分别与图像采集模块连接。本实用新型可以通过改变两个相机的基距和镜头的焦距，测量不同距离的物体的深度信息，基距只需通过改变两个相机在水平导轨上的位置即可。

Description

一种基于双目视觉的望远测距系统

技术领域

本发明属于测距仪技术领域，特别涉及一种基于双目视觉的望远测距系统。

背景技术

在战场态势一触即发阶段，敌我双方都会实施无线电静默，避免被敌方侦测到。同样以各种主动测距的激光/红外侦测设备也因有被侦测的危险而不能使用，而改为被动侦测手段。基于立体视觉原理的目标侦测技术成为战场侦测的主要技术手段之一。随着人类对视觉系统的研究越来越成熟，通过对两个相机所获得的图像进行处理，就可以大致得到物体在空间中的三维信息，通过两幅图像的匹配信息能够获得深度图，然后通过一定的方法，可以对物体进行三维重构。双目视觉技术可以得到较好的三维重构效果，也是一种很重要的测距技术，这种技术是根据人眼视差原理所得到的，越来越广泛应用于各个领域，比如及时发现危险的场景、对物体进行精确定量、探测不可见的物体等，属于影像的重构技术。双目立体视觉测距，通过对获取图像的处理就可以得到战场军事目标的位置，不需要主动的光源，属于被动式测距，具有非接触性测量、实施简易的特点，能很好的适应战场环境的需求。除了运用于战场之外，双目立体视觉测距在别的地方也有非常广泛的应用。

双目立体视觉技术的发展不只基于人类对人眼视觉的了解，更取决于双目视觉理论的研究发展和包括计算机和获取图像的相机以及各种硬件的性能和精度。想要改善或者是完全解决在双目立体视觉研究中可能存在的缺陷或问题，还需要提高硬件和理论研究的水平。目前双目立体视觉技术主要应用于工业上面一些物体的三维测量、采用工业机器人来进行导航或者救援、对微操作系统进行参数检测、VR等实用领域。

现有双目测距技术在改变基距的时候，两个相机的移动，难以保证两个相机的中心点在同一水平线上，难以测量它们的实际的基距，造成实际值和理论计算值的偏差，存在精度问题；此外，现有的双目测距装置，测量范围有限，且镜头一般固定，不易更换。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种基于双目视觉的望远测距系统，包括图像采集模块，图像预处理模块，图像匹配模块，图像测距模块，图像显示模块；

所述图采集模块包括左目摄像机、右目摄像机、水平导轨以及支架，所述水平导轨固定在支架上，左目摄像机和右目摄像机固定在水平导轨上并在水平导轨上滑动，以保证两个相机的中心能够位于同一水平面；

所述图像预处理模块与图像采集模块中的左目摄像机、右目摄像机相连接，用于对左目摄像机、右目摄像机采集到的图像进行去噪预处理；

所述图像匹配模块与图像预处理模块连接，用于根据物体的运动速度、物体与图像采集模块的距离以及精度要求，利用不同的匹配方法对左目摄像机和右目摄像机采集到的图像进行匹配得到视差图；

所述图像测距模块与图像匹配模块连接，用于根据视差图获得目标物体的深度信息；

所述图像显示模块分别与图像采集模块，图像预处理模块，图像匹配模块，图像测距模块相连接，用于显示采集到的图像、预处理后的图像、视差图以及最终得到的目标物体的深度信息。

进一步的，还包括图像存储模块，所述图像存储模块分别与图像采集模块，图像预处理模块，图像匹配模块，图像测距模块相连接，用于保存采集到的图像、预处理后的图像、视差图以及最终得到的目标物体的深度信息。

进一步的，还包括分别固定在左目摄像机、右目摄像机的弯道型长管，所述弯道型长管为3段相互垂直的弯道一体成型，其中中间的弯道两侧设置平面镜，用于扩展基距。

进一步的，所述左目摄像机和右目摄像机的品牌、型号、帧数、镜头参数相同。

进一步的，模块之间通过无线信号连接。

本实用新型中，可以通过改变两个相机的基距和镜头的焦距，测量不同距离的物体的深度信息，基距只需通过改变两个相机在导轨上的位置即可；只要目标物体在视差图中，通过鼠标的选取即可选中目标物体并在显示屏上显示目标物体的深度信息，且数据传输高速、连续、稳定、实时。本实用新型不仅实现了现有双目视觉理论的功能，也可以将整个系统变成一个手持望远镜式的系统，同时比起激光测距也降低了复杂度和成本，并且更易进行对不同距离进行实时调节，对双目视觉系统的发展具有积极的推动作用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中图像采集模块的结构示意图；

图3为本实用新型中弯道型长管的结构示意图；

图中标记：1-左目摄像机；2-右目摄像机；3-水平导轨；4-支架；5-弯道型长管；6-平面镜。

具体实施方式

本实用新型除了能实现双目视觉测距功能之外，改变两个相机的基距和镜头的焦距，可以测量不同距离的物体的深度信息，可以将整个系统变成一个手持望远镜式的系统，更加方便以及简便。以下结合附图和实施例详细说明本发明技术方案。

如图1所示，本实用新型提供一种基于双目视觉的望远测距系统，包括图像采集模块，图像预处理模块，图像匹配模块，图像测距模块，图像显示模块；

所述图采集模块包括左目摄像机1、右目摄像机2、水平导轨3以及支架4，所述水平导轨3固定在支架4上，左目摄像机1和右目摄像机2固定在水平导轨3上并在水平导轨3上滑动；双目视觉测距的精度和测距范围与相机的中心距和镜头的焦距有关，本实用新型中，两个相机在导轨上可以进行自由的移动，再进行固定，可以改变两个相机的中心距，通过对相机镜头的更换，可以改变焦距，通过两者的改变，可以根据实际情况保证测距范围和精度在可接受的范围之内，且相机的移动和镜头的更换都非常便捷。

所述图像预处理模块与图像采集模块中的左目摄像机1、右目摄像机2相连接，用于对左目摄像机1、右目摄像机2采集到的图像进行去噪预处理；本实用新型先将采集到的图像经预处理后通过无线传输到图像匹配模块进行处理，以保证系统的轻巧及测距的速度和精度。

所述图像匹配模块与图像预处理模块连接，用于根据物体的运动速度、物体与图像采集模块的距离以及精度要求，利用不同的匹配方法对左目摄像机和右目摄像机采集到的图像进行匹配得到视差图；系统中可以针对不同的测距环境更换三种图像匹配方法，在物体快速移动、短距离且对精度要求不是太高的情况下，可以优先选择BM算法；在中短距离，对物体移动速度要求一般，精度有一定要求的情况下，优先选择SGBM算法，在远距离，接近于静态的物体的距离测量，对精度有一定要求的情况下，优先选择GC算法。匹配方法的选择可由使用者手动选择，或者选择auto的模式，经系统根据所获取的图像，粗略估计物体距离后，自动调整为距离所在区间的所使用的算法，形成一个反馈，以达到最优的效果。

所述图像测距模块与图像匹配模块连接，用于根据视差图获得目标物体的深度信息；

所述图像显示模块分别与图像采集模块，图像预处理模块，图像匹配模块，图像测距模块相连接，用于显示采集到的图像、预处理后的图像、视差图以及最终得到的目标物体的深度信息。

还包括图像存储模块，所述图像存储模块分别与图像采集模块，图像预处理模块，图像匹配模块，图像测距模块相连接，用于保存采集到的图像、预处理后的图像、视差图以及最终得到的目标物体的深度信息。

上述模块之间通过无线信号连接。

如图2所示，本实用新型还包括分别固定在左目摄像机1、右目摄像机2的弯道型长管5，所述弯道型长管5为3段相互垂直的弯道一体成型，其中中间的弯道两侧设置平面镜6，用于扩展基距；所述左目摄像机1和右目摄像机2的品牌、型号、帧数、镜头参数相同。

本实用新型不需要使用激光、红外、声波等接触式的方法进行测距，不会对被测物体造成损伤，有一定的隐蔽性，具有非接触性测量、实施简易的特点，一定程度上可以应用到国防军工之中。另外从功耗、重量的角度，该系统也不需要上述的激光发射和接收装置，能降低装置的制作成本和复杂度，减少重量，降低能耗。

本实用新型的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (5)

1.一种基于双目视觉的望远测距系统，其特征在于：包括图像采集模块，图像预处理模块，图像匹配模块，图像测距模块，图像显示模块；

所述图像采集模块包括左目摄像机、右目摄像机、水平导轨以及支架，所述水平导轨固定在支架上，左目摄像机和右目摄像机固定在水平导轨上并在水平导轨上滑动；

所述图像预处理模块与图像采集模块中的左目摄像机、右目摄像机相连接，用于对左目摄像机、右目摄像机采集到的图像进行去噪预处理；

所述图像匹配模块与图像预处理模块连接，用于根据物体的运动速度、物体与图像采集模块的距离以及精度要求，利用不同的匹配方法对左目摄像机和右目摄像机采集到的图像进行匹配得到视差图；

所述图像测距模块与图像匹配模块连接，用于根据视差图获得目标物体的深度信息；

所述图像显示模块分别与图像采集模块，图像预处理模块，图像匹配模块，图像测距模块相连接，用于显示采集到的图像、预处理后的图像、视差图以及最终得到的目标物体的深度信息。

2.如权利要求1所述的一种基于双目视觉的望远测距系统，其特征在于：还包括图像存储模块，所述图像存储模块分别与图像采集模块，图像预处理模块，图像匹配模块，图像测距模块相连接，用于保存采集到的图像、预处理后的图像、视差图以及最终得到的目标物体的深度信息。

3.如权利要求1所述的一种基于双目视觉的望远测距系统，其特征在于：还包括分别固定在左目摄像机、右目摄像机的弯道型长管，所述弯道型长管为3段相互垂直的弯道一体成型，其中中间的弯道两侧设置平面镜。

4.如权利要求1所述的一种基于双目视觉的望远测距系统，其特征在于：所述左目摄像机和右目摄像机的品牌、型号、帧数、镜头参数相同。

5.如权利要求1-4任一所述的一种基于双目视觉的望远测距系统，其特征在于：模块之间通过无线信号连接。