專利名稱：一種雙鏡頭單圖像傳感器的雙目立體視覺(jué)成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及三維成像領(lǐng)域，具體涉及一種利用雙光學(xué)成像鏡頭和單圖像傳感器的雙目立體視覺(jué)成像裝置。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)已有部分關(guān)于立體視覺(jué)傳感器的專利。在這些專利文獻(xiàn)中，相當(dāng)一部分是以產(chǎn)生立體視覺(jué)效果為目的。例如，87215166 “空間立體視覺(jué)裝置”和03102373 “利用平面鏡構(gòu)成立體圖像的觀看裝置”，都不適用于視覺(jué)的在線檢測(cè)。還有一部分是用于三維信息檢測(cè)的，例如授予中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所的專利99223712公開的“可車載的全方位視覺(jué)傳感器”，采用半球面反射鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)全方位景象觀察；授予日本發(fā)那科株式會(huì)社的中國(guó)專利200510087365公開的“機(jī)器人系統(tǒng)中再校準(zhǔn)三維視覺(jué)傳感器的方法和設(shè)備”，通過(guò)機(jī)器人以一個(gè)或更多的相對(duì)位置關(guān)系安置視覺(jué)傳感器和測(cè)量目標(biāo)獲取機(jī)器人和測(cè)量目標(biāo)的位置信息；授予中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所的專利200520088911公開的“全向立體視覺(jué)成像裝置”;授予天津大學(xué)的專利200410072699公開的“雙目立體結(jié)構(gòu)多功能視覺(jué)傳感器等眾多立體視覺(jué)傳感器”，發(fā)表在2006年4月傳感技術(shù)學(xué)報(bào)的“單目立體視覺(jué)傳感器的優(yōu)化設(shè)計(jì)及精度分析”和發(fā)表在2008年9月計(jì)算機(jī)工程的“彩色鏡像圖像的立體匹配方法”， 授予東華大學(xué)的中國(guó)專利200610147559. 2公開的“一種單目立體視覺(jué)傳感器”。以上所公開的專利文獻(xiàn)，均具有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即都是利用雙目立體視覺(jué)進(jìn)行匹配，其計(jì)算搜索工作量大，很難用于視覺(jué)控制；還有的是利用三個(gè)或更多視覺(jué)傳感器，因而，不僅增加了檢測(cè)系統(tǒng)的成本，更增加了系統(tǒng)控制的復(fù)雜性；或在CCD傳感器上成兩幅或 4幅目標(biāo)圖像，背景多次成像，僅能針對(duì)背景單一的條件進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種在成像中充分利用的CCD像面的范圍，拓展了成像范圍，裝置滿足極線約束條件，提高匹配點(diǎn)的搜索速度，在成像范圍內(nèi)兩次成像，可以用于大視場(chǎng)，復(fù)雜背景下的雙鏡頭單圖像傳感器的雙目立體視覺(jué)成像裝置。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括機(jī)架1、鏡頭旋轉(zhuǎn)架2、可變光闌4、桿頭 5、等腰反射棱鏡6、棱鏡旋轉(zhuǎn)架7、連架桿8、成像傳感器旋轉(zhuǎn)架9、成像傳感器10、連桿11和光闌控制系統(tǒng)12，機(jī)架1、連架桿8、連桿11分別安裝在鏡頭旋轉(zhuǎn)架2上，棱鏡旋轉(zhuǎn)架7和成像傳感器旋轉(zhuǎn)架9底端的桿頭5連接構(gòu)成平面四桿機(jī)構(gòu)；鏡頭旋轉(zhuǎn)架上安裝有像鏡頭3，棱鏡旋轉(zhuǎn)架7上安裝等腰反射棱鏡6，成像傳感器旋轉(zhuǎn)架9上安裝成像傳感器10，可變光闌4 設(shè)置于成像鏡頭3內(nèi)部，光闌控制系統(tǒng)12控制可變光闌4的孔徑的大小及開閉狀態(tài)。本實(shí)用新型還有這樣一些技術(shù)特征1、所述的鏡頭旋轉(zhuǎn)架2包括兩個(gè)鏡頭旋轉(zhuǎn)架。本實(shí)用新型具有以下有益效果1、成像中充分利用的成像傳感器像面的范圍，拓展了成像范圍；[0010]2、在成像范圍相同的情況下，由于全部成像傳感器的像素均參與成像，所以成像范圍內(nèi)采樣密度大為增加；3、采用單成像傳感器，降低了對(duì)圖像采集卡和計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)的要求，具備很高的性價(jià)比；4、由于是同一成像傳感器，原理上不需要對(duì)立體圖像對(duì)進(jìn)行極線校正，裝置滿足極線約束條件，大大提高匹配點(diǎn)的搜索速度5、在成像范圍內(nèi)兩次成像，克服了背景多次成像對(duì)立體圖像對(duì)的干擾，減少立體圖像對(duì)的預(yù)處理時(shí)間，因此本實(shí)用新型可以用于大視場(chǎng)，復(fù)雜背景下的雙目成像。

圖1為本實(shí)用新型的示意圖；圖2為本實(shí)用新型左側(cè)可變光闌閉合時(shí)成像光路原理圖；圖3為本實(shí)用新型右側(cè)可變光闌閉合時(shí)成像光路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明結(jié)合圖2和圖3，本實(shí)施例包括機(jī)架1，鏡頭旋轉(zhuǎn)架2，成像鏡頭3，可變光闌4，桿頭 5，等腰反射棱鏡6，棱鏡旋轉(zhuǎn)架7，連架桿8，成像傳感器旋轉(zhuǎn)架9，成像傳感器10，連桿11， 光闌控制系統(tǒng)12。各部件的連接關(guān)系是機(jī)架1，連架桿8，連桿11和分別安裝在鏡頭旋轉(zhuǎn)架2，棱鏡旋轉(zhuǎn)架7和成像傳感器旋轉(zhuǎn)架9的底端的桿頭5連接，構(gòu)成平面四桿機(jī)構(gòu)；兩個(gè)鏡頭旋轉(zhuǎn)架2上分別安裝成像鏡頭3，棱鏡旋轉(zhuǎn)架7上安裝等腰反射棱鏡6，成像傳感器旋轉(zhuǎn)架9上安裝成像傳感器10，可變光闌4位于成像鏡頭3內(nèi)部，由光闌控制系統(tǒng)12控制可變光闌4的孔徑的大小及開閉狀態(tài)。光闌控制系統(tǒng)12根據(jù)成像傳感器10的數(shù)據(jù)讀取時(shí)間，控制左右連個(gè)可變光闌4 的開閉狀態(tài)。物體上的物點(diǎn)向空間均勻反射光強(qiáng)，當(dāng)左側(cè)可變光闌4閉合時(shí)，物點(diǎn)發(fā)出的光線，經(jīng)過(guò)成像鏡頭3，可變光闌4，成像于成像傳感器10，由成像傳感器的采樣電路及存儲(chǔ)芯片保存為傳統(tǒng)雙目立體成像中的右圖像。下一個(gè)時(shí)刻，右側(cè)可變光闌4閉合時(shí)，如圖3所示， 物點(diǎn)發(fā)出的光線，經(jīng)過(guò)成像鏡頭3，可變光闌4，由等腰反射棱鏡6將光路轉(zhuǎn)折，指向成像傳感器10，并將物點(diǎn)成像于成像傳感器10，由成像傳感器的采樣電路及存儲(chǔ)芯片保存為傳統(tǒng)雙目立體成像中的左圖像，與上一時(shí)刻記錄的有圖像共同工程立體圖像對(duì)，利用已有的立體匹配方法可以獲取立體圖像。本實(shí)用新型成像中充分利用的成像傳感器像面的范圍，拓展了成像范圍，同時(shí)在成像范圍相同的情況下，由于全部成像傳感器的像素均參與成像，所以成像范圍內(nèi)采樣密度大為增加。由于是同一成像傳感器，原理上不需要對(duì)立體圖像對(duì)進(jìn)行極線校正，裝置滿足極線約束條件，大大提高匹配點(diǎn)的搜索速度，在成像范圍內(nèi)兩次成像，克服了背景多次成像對(duì)立體圖像對(duì)的干擾，減少立體圖像對(duì)的預(yù)處理時(shí)間，因此本實(shí)用新型可以用于大視場(chǎng)，復(fù)雜背景下的雙目成像?，F(xiàn)有工藝水平完全可以滿足本實(shí)用新型所需的光柵、機(jī)械裝置和電氣設(shè)備的生產(chǎn)加工要求。
權(quán)利要求1.一種雙鏡頭單圖像傳感器的雙目立體視覺(jué)成像裝置，其特征在于它包括機(jī)架、鏡頭旋轉(zhuǎn)架、可變光闌、桿頭、等腰反射棱鏡、棱鏡旋轉(zhuǎn)架、連架桿、成像傳感器旋轉(zhuǎn)架、成像傳感器、連桿和光闌控制系統(tǒng)，機(jī)架、連架桿、連桿分別安裝在鏡頭旋轉(zhuǎn)架上，棱鏡旋轉(zhuǎn)架和成像傳感器旋轉(zhuǎn)架底端的桿頭連接構(gòu)成平面四桿機(jī)構(gòu)；鏡頭旋轉(zhuǎn)架上安裝有像鏡頭，棱鏡旋轉(zhuǎn)架上安裝等腰反射棱鏡，成像傳感器旋轉(zhuǎn)架上安裝成像傳感器，可變光闌設(shè)置于成像鏡頭內(nèi)部，光闌控制系統(tǒng)控制可變光闌的孔徑的大小及開閉狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙鏡頭單圖像傳感器的雙目立體視覺(jué)成像裝置，其特征在于所述的鏡頭旋轉(zhuǎn)架包括兩個(gè)鏡頭旋轉(zhuǎn)架。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種雙鏡頭單圖像傳感器的雙目立體視覺(jué)成像裝置。它包括機(jī)架、鏡頭旋轉(zhuǎn)架、可變光闌、桿頭、等腰反射棱鏡、棱鏡旋轉(zhuǎn)架、連架桿、成像傳感器旋轉(zhuǎn)架、成像傳感器、連桿和光闌控制系統(tǒng)，棱鏡旋轉(zhuǎn)架和成像傳感器旋轉(zhuǎn)架底端的桿頭連接構(gòu)成平面四桿機(jī)構(gòu)；鏡頭旋轉(zhuǎn)架上安裝有像鏡頭，棱鏡旋轉(zhuǎn)架上安裝等腰反射棱鏡，成像傳感器旋轉(zhuǎn)架上安裝成像傳感器。本實(shí)用新型能夠大大提高匹配點(diǎn)的搜索速度，在成像范圍內(nèi)兩次成像，克服了背景多次成像對(duì)立體圖像對(duì)的干擾，減少立體圖像對(duì)的預(yù)處理時(shí)間，因此本實(shí)用新型可以用于大視場(chǎng)，復(fù)雜背景下的雙目成像?，F(xiàn)有工藝水平完全可以滿足本實(shí)用新型所需的光柵、機(jī)械裝置和電氣設(shè)備的生產(chǎn)加工要求。
文檔編號(hào)G03B35/02GK202145259SQ20112025762
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者于雙, 于曉洋, 于舒春, 吳海濱, 王洋, 陳德運(yùn) 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)