CN208063317U - 一种基于单镜头棱镜的立体视觉还原系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于单镜头棱镜的立体视觉还原系统，包括六棱镜、工业摄像机、镭射测距仪、支架、上位机，其中，所述六棱镜，用于将外界入射光折射并分解成六个不同方向子光，并按照角度分射到工业摄像机上；工业摄像机，用于拍摄同一场景下的多组二维图像；镭射测距仪，用于测量物体与工业摄像机、六棱镜之间的空间距离；支架，其将所述工业摄像机、六棱镜、镭射测距仪固定在同一平面，并使六棱镜沿所述支架直线滑动以改变六棱镜的位置；上位机，其与所述工业摄像机相连，用于处理获取的二维图像，完成立体还原。本实用新型系统应用于立体空间还原，完成对空间物体结构的重建厚度，其操作简便，能够快速完成立体空间还原。

Description

一种基于单镜头棱镜的立体视觉还原系统

技术领域

本实用新型涉及立体还原领域，具体涉及一种基于单镜头棱镜的立体视觉还原系统。

背景技术

人类的视觉功能是人类生存，发展的一个必不可少的重要功能，它不仅使人类能够感知周围世界中的物体，还帮助大脑采集周围环境的属性信息，包括大小、远近、颜色等。立体视觉作为一项技术，就是通过计算机这个媒介来实现人类视觉的功能，其特点在于通过计算机以及相应的外部光学设备所摄取的二维平面信息，分析并应用相应的技术完成对目标环境三维立体信息的还原。立体还原就是通过不同的立体视觉系统所拍摄的二维图像通过算法来实现对目标环境的三维还原。其所获得的数据可以完成对目标环境的数据采集和分析，从而为控制处理系统进行最终处理提供数据支持。

目前通过现有的立体视觉完成的立体还原多存在两个问题：1)用于立体还原的二维图像并不是相同时间、相同外部环境下摄取的；2)在立体还原的过程中，对视觉系统的标定存在偏差较大的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于单镜头棱镜的立体视觉还原系统，用以克服现有的立体还原中二维图像摄取同时性难以保证的技术缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供一种基于单镜头棱镜的立体视觉还原系统，包括六棱镜、工业摄像机、镭射测距仪、支架、上位机，其中，

所述六棱镜，用于将外界入射光折射并分解成六个不同方向子光，并按照角度分射到工业摄像机上；

所述工业摄像机，用于拍摄同一场景下的多组二维图像；

所述镭射测距仪，用于测量物体与工业摄像机、六棱镜之间的空间距离；

所述支架，其将所述工业摄像机、六棱镜、镭射测距仪固定在同一平面，并使六棱镜沿所述支架直线滑动以改变六棱镜的位置，并在不同位置使工业摄像机完成成像过程，获取多组图像，用于空间立体还原；

所述上位机，其与所述工业摄像机相连，用于处理获取的二维图像，完成立体还原。

进一步地，所述的上位机包括立体匹配模块和系统标定模块，

进一步地，所述上位机还与一超声波信号发射装置连接，所述超声波信号发射装置包括用于产生超声波信号的超声波信号发射电路和用于对超声波信号发射电路提供能量的驱动装置。

进一步地，所述驱动装置为充电电源。

与现有技术相比本实用新型的有益效果在于，本实用新型的基于单镜头六棱镜的立体还原系统应用于立体空间还原，同时通过该系统完成对空间物体结构的重建厚度，其操作简便，能够快速完成立体空间还原。

尤其是，本系统可以通过一次拍摄，同时获取针对同一物体所拍摄的多张二维图像，为立体还原提供相对充足的原始二维图像信息；本系统比较其他立体视觉系统具有还原精度高，速度快等特点。

尤其是，本系统首先通过六棱镜将入射光分解成六个方向的子光束，并通过工业摄像机完成图像的形成和传输，并运用上位机及立体还原程序将所拍摄的立体空间进行还原；运用支架将摄像机、六棱镜、测距仪固定在同一平面，并使六棱镜可以在支架上滑动，当六棱镜滑动到不同位置分别进行还原处理提升精度；同时通过镭射测距仪实时收集空间距离信息，增强立体还原精度。

附图说明

图1为本实用新型实施例的基于单镜头棱镜的立体视觉还原系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的基于单镜头棱镜的立体视觉还原系统的功能框图；

图3为本实用新型实施例的上位机的功能框图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1所示，其为本实用新型实施例的基于单镜头棱镜的立体视觉还原系统的结构示意图，本实施例系统包括六棱镜1、工业摄像机2、镭射测距仪3、支架4、上位机5，其中，所述六棱镜1，用于将外界入射光折射并分解成六个不同方向子光，并按照角度分射到工业摄像机2上；所述工业摄像机2，用于拍摄同一场景下的多组二维图像；镭射测距仪3，用于测量物体与工业摄像机2、六棱镜1之间的空间距离；所述支架4，其将所述工业摄像机2、六棱镜1、镭射测距仪3固定在同一平面，并使六棱镜1沿所述支架4直线滑动以改变六棱镜1的位置。所述支架4为附有距离刻度的滑动支架，使固定在所述支架4上的六棱镜1可以沿其直线滑动以改变六棱镜的位置，并同时提供六棱镜1与工业摄像机2的距离信息，并在不同位置使工业摄像机2完成成像过程，获取多组图像，用于空间立体还原；上位机5，与工业摄像机2相连，用于处理获取的二维图像，完成立体还原。

本领域技术人员可以理解的是，本实施例使用过程中，首先通过六棱镜将入射光分解成六个方向的子光束，并通过工业摄像机完成图像的形成和传输，并运用上位机及立体还原程序将所拍摄的立体空间进行还原；运用支架将摄像机、六棱镜、测距仪固定在同一平面，并使六棱镜可以在支架上滑动，当六棱镜滑动到不同位置分别进行还原处理提升精度；同时通过镭射测距仪实时收集空间距离信息，增强立体还原精度。

具体而言，本实施例首先六棱镜1的分光效果将原来同一时间只能拍摄一张图像的工业摄像机2拥有同时拍摄六张图像的能力，通过移动六棱镜，1在支架4上的位置来增加图像的组数。

具体而言，所述的上位机5包括立体匹配模块51和系统标定模块52，其中，其中立体匹配模块51可以通过输入上位机5的工业摄像机2所拍摄的同一场景下的二维图像完成目标场景空间的三维图像还原；系统标定模块52可以准确给出所述立体视觉系统中的工业摄像机2、六棱镜1、目标场景、镭射测距仪3及支架4的相对空间位置关系，提高立体还原精度。镭射测距仪3实时提供距离信息，并将其输入上位机5与模块51、模块52共同完成立体还原。

具体而言，所述上位机51还与一超声波信号发射装置连接，所述超声波信号发射装置包括用于产生超声波信号的超声波信号发射电路和用于对超声波信号发射电路提供能量的驱动装置。在本实施例中，所述驱动装置为充电电源。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出的任何修改、变化或等效，都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于单镜头棱镜的立体视觉还原系统，其特征在于，包括六棱镜、工业摄像机、镭射测距仪、支架、上位机，其中，

所述六棱镜，用于将外界入射光折射并分解成六个不同方向子光，并按照角度分射到工业摄像机上；

所述工业摄像机，用于拍摄同一场景下的多组二维图像；

所述镭射测距仪，用于测量物体与工业摄像机、六棱镜之间的空间距离；

所述支架，其将所述工业摄像机、六棱镜、镭射测距仪固定在同一平面，并使六棱镜沿所述支架直线滑动以改变六棱镜的位置，并在不同位置使工业摄像机完成成像过程，获取多组图像，用于空间立体还原；

所述上位机，其与所述工业摄像机相连，用于处理获取的二维图像，完成立体还原。

2.根据权利要求1所述的基于单镜头棱镜的立体视觉还原系统，其特征在于，所述的上位机包括立体匹配模块和系统标定模块，其中立体匹配模块用于输入上位机的工业摄像机所拍摄的同一场景下的二维图像完成目标场景空间的三维图像还原；系统标定模块用于给出所述立体视觉系统中的工业摄像机、六棱镜、目标场景、镭射测距仪及支架的相对空间位置关系。

3.根据权利要求1所述的基于单镜头棱镜的立体视觉还原系统，其特征在于，所述镭射测距仪还与上位机连接，实时提供空间距离信息。

4.根据权利要求1所述的基于单镜头棱镜的立体视觉还原系统，其特征在于，所述支架为附有刻度的滑动支架。