CN218628160U - 一种双目立体测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双目立体测量装置，包括箱体、数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、数据传输模块、供电模块；所述数据采集模块包括双目相机阵列模组、镜头旋转组件；所述双目相机阵列模组具有两相机，两个所述镜头旋转组件分别安装在箱体内，两个所述相机分别安装在两个镜头旋转组件上。本实用新型的双目相机阵列模组具有两相机且分别被安装在两镜头旋转组件上，两镜头旋转组件能够分别控制两相机进行转动，两个相机镜头均能够单独旋转，进而可以自由调节相机镜头的角度，提高了本双目立体测量装置的测量精度，同时也能够实现全景拍摄功能和立体摄像功能的切换。

Description

一种双目立体测量装置

技术领域

本实用新型涉及测量装置技术领域，具体为一种双目立体测量装置。

背景技术

物体位姿信息及运动参数在在机器人导航，精密工业测量、物体识别、虚拟现实、场景重建、勘测等领域有着十分重要的地位，为了保证在各种工况下的目标位姿实时可控，使得对物体位姿进行测量是十分必要的，这也对物体位姿信息测量技术提出了很多新的要求。特别针对大视场高速运动小目标位姿测量时，为保证真实还原工况，不对目标物做任何处理的情况下，快速准确的测量目标物位姿信息是现阶段所要解决的主要问题。

双目立体视觉原理是基于视差原理并由多幅图像获取物体的三维几何信息，能够测量三维物体表面形貌，恢复目标立体数据，判断目标位姿及运动参数等。在机器人导航，精密工业测量、物体识别、虚拟现实、场景重建，勘测等领域具有广泛应用。随着双目视觉技术的不断成熟，其对使用环境、测量精度和实时性等方面都提出了更高的要求。因此，应用双目立体视觉原理的双目立体测量装置是现代测量的一种重要技术，能够用于测量物体位姿信息。

目前的双目立体测量装置可以用来完成方位角测量、距离测量等功能，但是并不具备实时深度信息测量的能力，而且普通的双目立体测量装置的相机镜头往往是固定的，难以有效调整角度，导致部分测量情况下被测对象的深度信息误差较大同时无法也很好地兼顾全景拍摄功能和立体摄像功能的切换。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：提供一种测量精度高的双目立体测量装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种双目立体测量装置，包括箱体、数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、数据传输模块、供电模块；

所述数据采集模块包括双目相机阵列模组、镜头旋转组件；所述双目相机阵列模组具有两相机，两个所述镜头旋转组件分别安装在箱体内，两个所述相机分别安装在两个镜头旋转组件上。

优点：本实用新型的双目相机阵列模组具有两相机且分别被安装在两镜头旋转组件上，两镜头旋转组件能够分别控制两相机进行转动，两个相机镜头均能够单独旋转，进而可以自由调节相机镜头的角度，提高了本双目立体测量装置的测量精度，同时也能够实现全景拍摄功能和立体摄像功能的切换。

优选地，所述镜头旋转组件包括安装座、转轴、壳体、安装架和旋转电机；

两个所述安装座分别对应安装在箱体前部内侧的上端和下端；所述转轴的两端分别安装在两安装座上；所述壳体套设在转轴上，所述安装架安装在壳体内部，所述相机安装在安装架上；所述旋转电机安装在壳体内且与转轴连接。

优选地，所述数据采集模块还包括RTK模组，所述RTK模组安装在箱体内，所述RTK模组内置RTK模块和GPS模块。

优选地，所述箱体为长方体空腔结构，所述箱体的前端左右各开设有开口，所述箱体的底部四角各安装有固定底座，所述箱体左右两侧和底部均开设有多个散热孔。

优选地，所述箱体的开口上设置有缓冲垫。

优选地，所述数据处理模块主要包括PCB主板、CPU和GPU；

所述PCB主板安装箱体内，所述CPU和GPU均安装在PCB主板的下方且均与PCB主板连接；

所述PCB主板通过电源接口与电池连接，通过两个USB接口与双目相机阵列模组连接；所述PCB主板通过USB接口与5G模组连接，通过Type-C接口与SD转换器连接。

优选地，所述数据处理模块还包括散热器，所述散热器安装在PCB主板的一侧，所述CPU和GPU均通过导热铜管与散热器连接。

优选地，所述数据存储模块主要包括SD卡和SD卡转换器；所述SD卡安装在SD卡转换器；所述SD卡转换器分别与PCB主板和RTK模组连接。

优选地，所述数据传输模块主要包括5G模组、5G天线和SIM卡槽；

所述5G模组安装在箱体内且通过USB数据接口和PCB主板连接；

所述5G天线与5G模组连接，所述SIM卡槽安装在箱体外且与5G模组连接。

优选地，所述供电模块包括电池、开关、发光管和电量数码管；

所述电池安装在壳体内且与数据处理模块连接，所述开关、发光管和电量数码管均安装在壳体的上侧。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型集成在箱体内，集成度高，便于携带。同时内部的双目相机阵列模组具有两相机且分别被安装在两镜头旋转组件上，两镜头旋转组件能够分别控制两相机进行转动，两个相机镜头均能够单独旋转，进而可以自由调节相机镜头的角度，提高了本双目立体测量装置的测量精度，同时也能够实现全景拍摄功能和立体摄像功能的切换。

(2)本实用新型实现了使用5G通讯模块对本设备的数据进行实时回传，有效提高深度信息测量的实时性。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型的实施例的倒立的整体结构示意图；

图3为本实用新型的实施例的模块连接示意图；

图4为本实用新型的实施例的箱体内部的俯视图；

图5为本实用新型的实施例的箱体内部的仰视图；

图6为本实用新型的实施例的双目相机阵列模块的安装示意图；

图7为本实用新型的实施例的镜头旋转组件的结构示意图；

图8为本实用新型的实施例的数据处理模块的结构示意图；

图中：1、箱体；11、开口；12、散热孔；13、固定底座；2、数据采集模块；21、双目相机阵列模组；211、相机；22、镜头旋转组件；221、安装座；222、转轴；223、壳体；224、安装架；225、旋转电机；23、RTK模组；3、数据处理模块；31、PCB主板；32、CPU；33、GPU；34、散热器；35、导热铜管；4、数据存储模块；41、SD卡转换器；5、数据传输模块；51、5G模组；52、5G天线；53、SIM卡槽；6、供电模块；61、电池；62、开关；63、发光管；64、电量数码管。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本实用新型技术方案，现结合说明书附图对本实用新型技术方案做进一步的说明。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参阅图1至图3，本实施例公开了一种双目立体测量装置，包括箱体1、数据采集模块2、数据处理模块3、数据存储模块4、数据传输模块5和供电模块6。

本实施例的数据采集模块2、数据处理模块3、数据存储模块4、数据传输模块5和供电模块6均安装在箱体1内。数据采集模块2和数据存储模块4均与数据处理模块3连接，数据采集模块2对待测量环境进行图像数据采集，数据处理模块3将获取的数据图像进行本地AI运算处理，并将计算结果存储在数据存储模块4中。数据处理模块3与数据传输模块5连接，当数据处理模块3遇到复杂图像数据时，可通过数据传输模块5将图像数据传输至远程中心，由远程中心协助运算处理后将计算结果返回，之后将获得的计算结果存储在数据存储模块4中。供电模块6分别与数据处理模块3和数据传输模块5连接为本双目立体测量装置供电。

参阅图4至图6，数据采集模块2包括双目相机阵列模组21、镜头旋转组件22和RTK模组23(Real-time kinematic实时差分定位)。双目相机阵列模组21具有两个相机211，用于采集待测对象的图像数据。两个镜头旋转组件22分别安装在箱体1内，两个相机211分别安装在两个镜头旋转组件22上。镜头旋转组件22用于为相机211镜头实现旋转调整角度的功能，其中心位置可固定相机211镜头。每个镜头旋转组件22固定有一个相机211镜头，可通过控制镜头旋转组件22的各自旋转来调整每个镜头的拍摄角度，实现全景拍摄功能和立体摄影功能的灵活切换。RTK模组23内置高精度RTK模块和GPS模块，并通过SD卡转换器41与PCB主板31相连，用于实时获取设备坐标、位姿等数据。

其中，参阅图7，镜头旋转组件22包括安装座221、转轴222、壳体223、安装架224和旋转电机225。两个安装座221分别对应安装在箱体1前部内侧的上端和下端；转轴222的两端分别转动安装在两安装座221上，转轴222竖直布置且能够绕其自身轴线转动；壳体223套设在转轴222上，安装架224安装在壳体223内部，旋转电机225安装在壳体223的内部上表面且与供电模块6连接由供电模块6为其供电。旋转电机225与转轴222连接，具体的，旋转电机225的输出轴具有一传动齿轮，转轴222上的同一位置具有与之啮合的另一传动齿轮，旋转电机225通过两齿轮的啮合传动从而带动转轴222转动，转轴222的转动能够带动壳体223和安装架224进行转动，进而带动安装架224上的相机211进行转动，实现了每个相机211镜头的单独旋转，可使设备拍摄范围更广阔从而实现全景拍摄的功能，也可控制相机211镜头转动来调整每个镜头的拍摄角度从而达到更好的拍摄测量精度和效果。

箱体1为长方体空腔结构，前部略呈弧形。在箱体1前端的左右两边各有一个向内凹陷的开口11，该开口11比双目相机阵列模组21的相机211镜头较大，用于供双目相机阵列模组21的相机211镜头伸出和转动，同时相机211镜头和箱体1前部的开口11之间还设有缓冲垫，用于避免在携带过程中内部镜头发生碰撞从而引发双目测量设备受损。箱体1的底部表面四角均有固定底座13，用于支撑箱体1。箱体1的左右两侧和底部均有若干散热孔12，方便散热。箱体1为可拆卸式结构，箱体1的左右两侧、顶部和底部的表面均有若干圆槽，通过若干螺栓进行固定。

参阅图4、图5和图8，数据处理模块3主要包括PCB主板31、CPU32和GPU33。PCB主板31安装箱体1内，CPU32和GPU33均安装在PCB主板31的下方且均与PCB主板31连接；CPU32位于PCB主板31下方偏左处，GPU33位于PCB主板31的下方偏右处。CPU32和GPU33对获取的数据图像进行处理。两枚处理器相隔一定距离以便设备在工作时能更好的进行散热，保证设备工作的稳定性。

PCB主板31上方通过电源接口与电池61相连，通过两个USB接口与双目相机阵列模组21相连，又通过USB接口与5G通讯模块相连，同时通过Type-C接口与SD转换器相连。

PCB主板31的一侧还安装有散热器34，CPU32和GPU33均通过导热铜管35与散热器34连接。散热器34采用扇叶式外形，使得PCB主板31能够快速散热，保证设备的正常运作和稳定使用。

数据存储模块4主要包括SD卡和SD卡转换器41；SD卡安装在SD卡转换器41；SD卡转换器41分别与PCB主板31和RTK模组23连接。SD卡用于存储采集的图像数据以及设备坐标、位姿数据。SD卡转换器41位于箱体1内部的接口与PCB主板31和RTK模组23相连，SD卡存储器位于箱体1外部的接口，可以为Type-C数据接口，保证了采集的数据和计算结果的存储以及数据传输功能。

数据传输模块5主要包括5G模组51、5G天线52和SIM卡槽53。5G模组51安装在箱体1内且通过USB数据接口和PCB主板31连接；5G天线52与5G模组51连接，SIM卡槽53安装在箱体1外且与5G模组51连接。5G模组51通过USB数据接口和PCB主板31相连，同时连接4根5G天线52，通过插入5GSIM卡，实现低延迟、高带宽实时5G通讯，保证本装置的图像数据的实时回传和实时运算处理。

供电模块6包括电池61、开关62、发光管63和电量数码管64。电池61安装在壳体223内且与数据处理模块3连接，开关62、发光管63和电量数码管64均安装在壳体223的上侧。电池61用于为本设备提供电源支持。开关62用于控制设备的启动和关闭。发光管63用于显示设备是否正常启动。电量数码管64用于显示电池61剩余电量，保证电源功率。

本实施例的具体实施过程中，首先通过开关62启动本设备，当发光管63亮起则表明设备正常启动，此时电量数码管64显示当前设备的电池61的剩余电量。测量过程中，CPU32发出采集指令控制设备对采集的图像数据、设备坐标和位姿等数据，经由GPU33对采集的数据进行运算处理。在采集的数据过于复杂的情况下，处理器将智能选择通过5G通讯将采集的数据实时回传至远程中心，远程中心将实时运算处理后的计算结果再通过5G通讯返回到该设备并存储在SD卡中。当本设备切换拍摄功能时，如从立体拍摄功转换为全景拍摄功能时，由CPU32发出指令，驱动两个镜头旋转组件22的旋转电机225各自转动从而带动两个相机211镜头的独立旋转拍摄，最终通过图像拼接得到待测量环境的全景图像。在立体拍摄过程中，可通过驱动两个电机各自转动从而调整每个镜头的拍摄角度，以达到更好的拍摄测量精度和效果，提高测量作业的工作效率。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述实施例仅表示实用新型的实施方式，本实用新型的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型保护范围。

Claims (10)

1.一种双目立体测量装置，其特征在于：包括箱体(1)、数据采集模块(2)、数据处理模块(3)、数据存储模块(4)、数据传输模块(5)、供电模块(6)；

所述数据采集模块(2)包括双目相机阵列模组(21)、镜头旋转组件(22)；所述双目相机阵列模组(21)具有两相机(211)，两个所述镜头旋转组件(22)分别安装在箱体(1)内，两个所述相机(211)分别安装在两个镜头旋转组件(22)上。

2.根据权利要求1所述的双目立体测量装置，其特征在于：所述镜头旋转组件(22)包括安装座(221)、转轴(222)、壳体(223)、安装架(224)和旋转电机(225)；

两个所述安装座(221)分别对应安装在箱体(1)前部内侧的上端和下端；所述转轴(222)的两端分别安装在两安装座(221)上；所述壳体(223)套设在转轴(222)上，所述安装架(224)安装在壳体(223)内部，所述相机(211)安装在安装架(224)上；所述旋转电机(225)安装在壳体(223)内且与转轴(222)连接。

3.根据权利要求1所述的双目立体测量装置，其特征在于：所述数据采集模块(2)还包括RTK模组(23)，所述RTK模组(23)安装在箱体(1)内，所述RTK模组(23)内置RTK模块和GPS模块。

4.根据权利要求1所述的双目立体测量装置，其特征在于：所述箱体(1)为长方体空腔结构，所述箱体(1)的前端左右各开设有开口(11)，所述箱体(1)的底部四角各安装有固定底座(13)，所述箱体(1)左右两侧和底部均开设有多个散热孔(12)。

5.根据权利要求4所述的双目立体测量装置，其特征在于：所述箱体(1)的开口(11)上设置有缓冲垫。

6.根据权利要求1所述的双目立体测量装置，其特征在于：所述数据处理模块(3)主要包括PCB主板(31)、CPU(32)和GPU(33)；

所述PCB主板(31)安装箱体(1)内，所述CPU(32)和GPU(33)均安装在PCB主板(31)的下方且均与PCB主板(31)连接；

所述PCB主板(31)通过电源接口与电池(61)连接，通过两个USB接口与双目相机阵列模组(21)连接；所述PCB主板(31)通过USB接口与5G模组(51)连接，通过Type-C接口与SD转换器连接。

7.根据权利要求6所述的双目立体测量装置，其特征在于：所述数据处理模块(3)还包括散热器(34)，所述散热器(34)安装在PCB主板(31)的一侧，所述CPU(32)和GPU(33)均通过导热铜管(35)与散热器(34)连接。

8.根据权利要求1所述的双目立体测量装置，其特征在于：所述数据存储模块(4)主要包括SD卡和SD卡转换器(41)；所述SD卡安装在SD卡转换器(41)；所述SD卡转换器(41)分别与PCB主板(31)和RTK模组(23)连接。

9.根据权利要求1所述的双目立体测量装置，其特征在于：所述数据传输模块(5)主要包括5G模组(51)、5G天线(52)和SIM卡槽(53)；

所述5G模组(51)安装在箱体(1)内且通过USB数据接口和PCB主板(31)连接；

所述5G天线(52)与5G模组(51)连接，所述SIM卡槽(53)安装在箱体(1)外且与5G模组(51)连接。

10.根据权利要求1所述的双目立体测量装置，其特征在于：所述供电模块(6)包括电池(61)、开关(62)、发光管(63)和电量数码管(64)；

所述电池(61)安装在壳体(223)内且与数据处理模块(3)连接，所述开关(62)、发光管(63)和电量数码管(64)均安装在壳体(223)的上侧。

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