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双目摄像装置及立体成像系统

文献发布时间:2024-04-18 19:52:40


双目摄像装置及立体成像系统

技术领域

本申请涉及双目立体摄像技术领域,尤其涉及一种双目摄像装置及立体成像系统。

背景技术

双目立体视觉(Binocular Stereo Vision)是机器视觉的一种重要形式,它是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像,通过计算图像对应点间的位置偏差,来获取物体三维几何信息的方法。相关技术中,双目摄像装置的立体基线宽度固定不变,难以适应多种应用场景。

发明内容

本申请实施例提供一种双目摄像装置及立体成像系统,能够有效改变第一摄像单元与第二摄像单元之间的立体基线宽度以适应多种应用场景。

第一方面,本申请实施例提供了一种双目摄像装置;该双目摄像装置包括调节件、第一摄像单元及第二摄像单元,调节件包括主体部及设于主体部的基准部,基准部限定出预设方向,第一摄像单元具有与预设方向垂直的第一光轴,第一摄像单元与主体部连接,第二摄像单元具有与第一光轴平行的第二光轴,第二摄像单元与主体部连接,第二摄像单元与第一摄像单元位于基准部的同侧,第一摄像单元和第二摄像单元中的至少一者与基准部抵接,以依靠基准部来相对主体部沿预设方向运动,从而改变第一摄像单元与第二摄像单元之间的立体基线宽度D,立体基线宽度D为第一光轴与第二光轴之间的距离。

基于本申请实施例的双目摄像装置,基准部可以作为第一摄像单元和第二摄像单元中的至少一者的安装和/或调节基准,当第一摄像单元和/或第二摄像单元在安装过程中,通过基准部在主体部上的位置,将第一摄像单元和/或第二摄像单元与基准部抵接来安装确定第一摄像单元和/或第二摄像单元在主体部上的位置,保证第一摄像单元和/或第二摄像单元在安装过程中的精确定位;当第一摄像单元和/或第二摄像单元在调节过程中,根据基准部在主体部上的位置,将第一摄像单元和/或第二摄像单元与基准部抵接来调节第一摄像单元和/或第二摄像单元在主体部上的相对位置,保证第一摄像单元和/或第二摄像单元在调节过程中的精确调节,以适应不同测试距离和测试精度要求下的不同立体基线宽度D的需求,从而适应多种应用场景。

在其中一些实施例中,基准部包括基准线,基准线沿预设方向设置于主体部,第一摄像单元和第二摄像单元中的至少一者与基准线抵接,或者,基准部包括设于主体部的基准槽,基准槽具有沿预设方向设置的槽壁面,第一摄像单元和第二摄像单元中的至少一者与槽壁面抵接,或者,基准部包括设于主体部的基准板,基准板具有沿预设方向设置基准面,第一摄像单元和第二摄像单元中的至少一者与基准面抵接。

基于上述实施例,通过将基准部设计成沿预设方向设置于主体部上的基准线,基准线既可作为第一摄像单元和第二摄像单元中的至少一者的安装基准线,保证第一摄像单元和/或第二摄像单元在安装过程中的精确定位,基准线又可作为第一摄像单元和第二摄像单元中的至少一者的调节基准线,保证第一摄像单元和/或第二摄像单元在调节过程中的精确调节,以适应不同测试距离和测试精度要求下的不同立体基线宽度D的需求;通过将基准部设计成基准槽,且该基准槽具有沿预设方向设置的槽壁面,第一摄像单元和第二摄像单元中的至少一者与基准槽沿预设方向设置的槽壁面抵接,该基准槽的槽壁面既可作为第一摄像单元和第二摄像单元中的至少一者的安装基准面,保证第一摄像单元和/或第二摄像单元在安装过程中的精确定位,该基准槽的槽壁面又可作为第一摄像单元和第二摄像单元中的至少一者的调节基准面,保证第一摄像单元和/或第二摄像单元在调节过程中的精确调节,以适应不同测试距离和测试精度要求下的不同立体基线宽度D的需求;通过将基准部设计成基准板,且该基准板具有沿预设方向设置的基准面,第一摄像单元和第二摄像单元中的至少一者与基准板沿预设方向设置的基准面抵接,该基准板的基准面既可作为第一摄像单元和第二摄像单元中的至少一者的安装基准面,保证第一摄像单元和/或第二摄像单元在安装过程中的精确定位,该基准板的基准面又可作为第一摄像单元和第二摄像单元中的至少一者的调节基准面,保证第一摄像单元和/或第二摄像单元在调节过程中的精确调节,以适应不同测试距离和测试精度要求下的不同立体基线宽度D的需求。

在其中一些实施例中,基准部包括基准板,且基准板呈沿预设方向设置的长条状,基准板具有沿预设方向排布的刻度线。

基于上述实施例,通过将基准板设计成沿预设方向设置的长条状,能够降低基准板的加工难度;通过在基准板上设计刻度线,能够便于用户直观的得出第一摄像单元和第二摄像单元之间的立体基线宽度D的数值。

在其中一些实施例中,立体基线宽度D的取值大于等于50毫米,且小于等于500毫米。

基于上述实施例,当第一摄像单元和第二摄像单元之间的立体基线宽度D为50毫米时,该双目摄像装置的测量精度较小,适用于近距离测量,当第一摄像单元和第二摄像单元之间的立体基线宽度D为500毫米时,该双目摄像装置的测量精度较大,适用于远距离测量,通过设计50毫米≤立体基线宽度D≤500毫米,使得该双目测量装置具有较好的测量精度范围以适应不同测试距离的测量需求。

在其中一些实施例中,调节件还包括设置于主体部的调节部,第一摄像单元和第二摄像单元中的至少一者与调节部滑动连接。

基于上述实施例,通过设计调节部,第一摄像单元和第二摄像单元中的一者与调节部滑动连接,实现了第一摄像单元和/或第二摄像单元的无极调节,从而有效增强该双目摄像装置的不同测试距离的测量需求。

在其中一些实施例中,调节部包括设于主体部的调节导轨,调节导轨呈预设方向设置的长条状,第一摄像单元和第二摄像单元中的至少一者与调节导轨滑动连接。

基于上述实施例,通过将调节部设计成调节导轨,能够有效实现第一摄像单元和/或第二摄像单元沿预设方向相对主体部的位置可调,还能够有效简化调节部的结构达到降低该双目摄像装置的成本的目的。

在其中一些实施例中,调节导轨包括沿垂直于预设方向设置的第一调节导轨和第二调节导轨,第一摄像单元和第二摄像单元中的至少一者与第一调节导轨及第二调节导轨滑动连接,且第一调节导轨和第二调节导轨分别邻近第一摄像单元和第二摄像单元的两端设置。

基于上述实施例,在垂直于预设方向的方向上,间隔设置有第一调节导轨和第二调节导轨,增加了第一摄像单元和/或第二摄像单元与调节导轨之间的接触部位的数量,从而增强第一摄像单元和/或第二摄像单元在调节导轨上的运动稳定性;通过设计第一调节导轨和第二调节导轨分别靠近第一摄像单元及第二摄像单元的上端和下端设置,使得第一摄像单元和/或第二摄像单元与第一调节导轨以及第二调节导轨之间的受力更加均匀,以增强第一摄像单元和/或第二摄像单元与调节导轨连接稳定性。

在其中一些实施例中,双目摄像装置还包括与第一摄像单元及第二摄像单元均电性连接的电路板组件,电路板组件与主体部连接,电路板组件位于主体部的与第一摄像单元以及第二摄像单元相背的一侧。

基于上述实施例,通过设计第一摄像单元和第二摄像单元均与电路板组件电性连接,能够有效实现第一摄像单元和第二摄像单元在不同位置上所获取的待测物体的不同图像之间的信息比对;通过将电路板组件设计在主体部的与第一摄像单元以及第二摄像单元相对的一侧,也即将电路板组件设计在主体部的背面,能够给主体部的正面预留足够的空间,以适应更多不同测试距离的测量需求。

在其中一些实施例中,电路板组件包括连接结构及电路板,连接结构与主体部连接,电路板与第一摄像单元以及第二摄像单元均电性连接,且经由连接结构与主体部连接。

基于上述实施例,电路板实现与第一摄像单元和第二摄像单元在电性上的连接;连接结构实现电路板与主体部在结构上的连接,能够增强电路板与主体部之间的连接稳定性。

第二方面,本申请实施例提供了一种立体成像系统,该立体成像系统还包括支撑机构、检测单元及上述的双目摄像装置,双目摄像装置安装于支撑机构,检测单元安装于支撑机构且与双目摄像装置电性连接。

基于本申请实施例中的立体成像系统,具有上述双目摄像装置的立体成像系统,检测单元配合双目摄像装置以进一步提升双目摄像装置所计算出的深度信息的精度。

基于本申请实施例的双目摄像装置及立体成像系统,基准部可以作为第一摄像单元和第二摄像单元中的至少一者的安装和/或调节基准,当第一摄像单元和/或第二摄像单元在安装过程中,通过基准部在主体部上的位置,将第一摄像单元和/或第二摄像单元与基准部抵接来安装确定第一摄像单元和/或第二摄像单元在主体部上的位置,保证第一摄像单元和/或第二摄像单元在安装过程中的精确定位;当第一摄像单元和/或第二摄像单元在调节过程中,根据基准部在主体部上的位置,将第一摄像单元和/或第二摄像单元与基准部抵接来调节第一摄像单元和/或第二摄像单元在主体部上的相对位置,保证第一摄像单元和/或第二摄像单元在调节过程中的精确调节,以适应不同测试距离和测试精度要求下的不同立体基线宽度D的需求,从而适应多种应用场景。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,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为本申请一种实施例中的双目摄像装置的结构示意图;

图2为本申请一种实施例中的双目摄像装置的爆炸图;

图3为本申请一种实施例中的双目摄像装置在另一视角下的结构示意图;

图4为本申请一种实施例中的立体成像系统的结构示意图。

附图标记:1、双目摄像装置;10、调节件;11、主体部;12、基准部;121、基准板;122、基准面;123、刻度线;13、调节部;131、调节导轨;1311、第一调节导轨;1312、第二调节导轨;20、第一摄像单元;21、第一摄像头;22、第一安装板;221、第一安装孔;23、第一限位板;231、第一固定孔;30、第二摄像单元;31、第二摄像头;32、第二安装板;321、第二安装孔;33、第二限位板;331、第二固定孔;40、电路板组件;41、电路板;42、连接结构;421、连接板;422、支架;5、立体成像系统;51、支撑机构;52、检测单元;L1、第一光轴;L2、第二光轴;X、预设方向。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。

双目立体视觉(Binocular Stereo Vision)是机器视觉的一种重要形式,它是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像,通过计算图像对应点间的位置偏差,来获取物体三维几何信息的方法。

相关技术中,双目摄像装置包括相对固定的第一摄像单元和第二摄像单元,使得第一摄像单元和第二摄像单元之间的立体基线宽度固定不变,难以适应多种应用场景。因此,如何改变双目摄像装置的立体基线宽度以适应多种应用场景已成为亟待解决的问题。

为了解决上述技术问题,请参照图1所示,本申请的第一方面提出了一种双目摄像装置1,能够有效改变第一摄像单元20与第二摄像单元30之间的立体基线宽度D以适应多种应用场景。

该双目摄像装置1包括调节件10、第一摄像单元20及第二摄像单元30,调节件10包括主体部11及设于主体部11的基准部12,基准部12限定出预设方向X,第一摄像单元20具有与预设方向X垂直的第一光轴L1,第一摄像单元20与主体部11连接,第二摄像单元30具有与第一光轴L1平行的第二光轴L2,第二摄像单元30与主体部11连接,第二摄像单元30与第一摄像单元20位于基准部12的同侧,第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者与基准部12抵接,以依靠基准部12来相对主体部11沿预设方向X运动,从而改变第一摄像单元20与第二摄像单元30之间的立体基线宽度D,立体基线宽度D为第一光轴L1与第二光轴L2之间的距离。

以下结合图1-图3对双目摄像装置1的具体结构进行展开介绍,双目摄像装置1包括第一摄像单元20、第二摄像单元30及调节件10。

如图1-图2所示,第一摄像单元20作为双目调节装置中用于获取待测物体的图像信息的其一部件,例如,第一摄像单元20可以包括第一入光面(如第一摄像单元20的最靠近待测物体的第一透镜的物侧面)和第一成像面(如第一摄像单元20的感光元件的感光面),来自待测物体的光线经由第一入光面进入第一摄像单元20的镜筒内并最终投射在第一成像面上以形成图像。

第一摄像单元20具有第一光轴L1,“第一光轴L1”可以理解成第一摄像单元20所形成的光学系统的对称轴。

第二摄像单元30作为双目调节装置中用于获取同一上述待测物体的图像信息的另一部件,例如,第二摄像单元30可以包括第二入光面(如第二摄像单元30的最靠近待测物体的第一透镜的物侧面)和第二成像面(如第二摄像单元30的感光元件的感光面),来自待测物体的光线经由第二入光面进入第二摄像单元30的镜筒内并最终投射在第二成像面上以形成图像。

第二摄像单元30具有与第一光轴L1平行的第二光轴L2,“第二光轴L2”应该理解成第二摄像单元30所形成的光学系统的对称轴。

第一摄像单元20与第二摄像单元30之间具有立体基线宽度D,其中,“立体基线宽度D”为第一光轴L1与第二光轴L2之间的距离。

调节件10作为双目摄像装置1中用于承载第一摄像单元20和第二摄像单元30、及用于改变第一摄像单元20和第二摄像单元30之间的立体基线宽度D的部件。

调节件10包括主体部11及基准部12。

主体部11主要用于承载第一摄像单元20和第二摄像单元30。这里对主体部11的具体形状不做限定,设计人员可根据应用于不同场景中的双目摄像装置1对主体部11的具体结构进行设计,例如,主体部11可以是板状结构、也可以是框架结构还可以是复合结构。这里对主体部11的具体材质不做限定,设计人员可以根据设计制造要求选择合适的材料制备的主体部11。例如,主体部11的材质可以但不仅限于是铝合金或者不锈钢等。

第一摄像单元20与主体部11连接,第一摄像单元20与主体部11之间可以是可拆卸式连接也可以是不可拆卸式连接,例如,当第一摄像单元20与主体部11之间为可拆卸式连接时,第一摄像单元20可以通过卡合的方式与主体部11连接,关于第一摄像单元20与主体部11之间的具体连接方式将在下文进行展开介绍。

第二摄像单元30与主体部11连接,第二摄像单元30与主体部11之间可以是可拆卸式连接也可以是不可拆卸式连接,例如,当第二摄像单元30与主体部11之间为可拆卸式连接时,第二摄像单元30可以通过卡合的方式与主体部11连接,关于第二摄像单元30与主体部11之间的具体连接方式将在下文进行展开介绍。

基准部12可作为第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者在主体部11上的安装和/或调节的基准。例如,在将第一摄像单元20和/或第二摄像单元30安装在主体部11上的过程中,设计人员可以将基准部12作为第一摄像单元20和/或第二摄像单元30的安装基准,也即,设计人员根据基准部12在主体部11上的位置,来安装确定第一摄像单元20和/或第二摄像单元30在主体部11上的位置。在调节第一摄像单元20和/或第二摄像单元30在主体部11上的位置的过程中,设计人员可以将基准部12作为第一摄像单元20和/或第二摄像单元30的调节基准,也即,设计人员根据基准部12在主体部11上的位置,来调节第一摄像单元20和第二摄像单元30在主体部11上的相对位置。关于基准部12的具体表现形式将在下文进行展开介绍。

基准部12限定出预设方向X,“预设方向X”可以理解成第一摄像单元20和第二摄像单元30在主体部11上的排布方向,例如,预设方向X可以是与水平面相平行的方向,可也是与水平面相垂直的方向,还可以是与水平面呈锐角设置的方向。

第一摄像单元20的第一光轴L1与预设方向X垂直,第二摄像单元30的第二光轴L2亦与预设方向X垂直。

基准部12设于主体部11,可以理解的是,基准部12作为第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者的安装和/或调节基准,基准部12的具体表现形式可以有很多,且针对不同表现形式的基准部12,基准部12设置于主体部11上的具体方式也不尽相同,关于基准部12设置于主体部11上的具体方式将在下文进行展开介绍。

第一摄像单元20和第二摄像单元30位于基准部12的同侧。

第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者与基准部12抵接,以依靠基准部12来相对主体部11沿预设方向X运动,从而改变第一摄像单元20与第二摄像单元30之间的立体基线宽度D。例如,以调节第一摄像单元20、固定第二摄像单元30为例进行说明,第一摄像单元20相对主体部11沿预设方向X上的位置可调,第二摄像单元30相对主体部11沿预设方向X上的位置固定,第一摄像单元20在调节的过程中,第一摄像单元20与基准部12通过接触形成基准参照,且第一摄像单元20始终与基准部12接触,通过调整第一摄像单元20在主体部11上的位置来改变第一摄像单元20和第二摄像单元30之间的相对位置,从而改变第一摄像单元20与第二摄像单元30之间立体基线宽度D。当然,“固定第一摄像单元20且调节第二摄像单元30”,或者,“调节第一摄像单元20且调节第二摄像单元30”可参照上述解释,这里将不做赘述。需要注意的是,第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者沿预设方向X相对主体部11的位置可调,可以是设计人员手动调节第一摄像单元20和/或第二摄像单元30,也可以是采用例如伺服电机等驱动部件来自动调节第一摄像单元20和/或第二摄像单元30。

基于本申请实施例中的双目摄像装置1,基准部12可以作为第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者的安装和/或调节基准,当第一摄像单元20和/或第二摄像单元30在安装过程中,通过基准部12在主体部11上的位置,将第一摄像单元20和/或第二摄像单元30与基准部12抵接来安装确定第一摄像单元20和/或第二摄像单元30在主体部11上的位置,保证第一摄像单元20和/或第二摄像单元30在安装过程中的精确定位;当第一摄像单元20和/或第二摄像单元30在调节过程中,根据基准部12在主体部11上的位置,将第一摄像单元20和/或第二摄像单元30与基准部12抵接来调节第一摄像单元20和/或第二摄像单元30在主体部11上的相对位置,保证第一摄像单元20和/或第二摄像单元30在调节过程中的精确调节,以适应不同测试距离和测试精度要求下的不同立体基线宽度D的需求,从而适应多种应用场景。

如图1-图2所示,考虑到基准部12作为第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者的安装和/或调节基准,基准部12的具体表现形式可以有很多,关于基准部12的具体表现形式可以但不仅限于以下几种可实施方式。

在一种实施例中,基准部12包括基准线,基准线沿预设方向X设置于主体部11,第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者与基准线抵接。其中,基准线可以为直线,基准线可以通过蚀刻的方式形成于主体部11上。该设计中,通过将基准部12设计成沿预设方向X设置于主体部11上的基准线,基准线既可作为第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者的安装基准线,保证第一摄像单元20和/或第二摄像单元30在安装过程中的精确定位,基准线又可作为第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者的调节基准线,保证第一摄像单元20和/或第二摄像单元30在调节过程中的精确调节,以适应不同测试距离和测试精度要求下的不同立体基线宽度D的需求。

在一种实施例中,基准部12包括设于主体部11的基准槽,基准槽具有沿预设方向X设置的槽壁面,第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者与槽壁面抵接。其中,这里对基准槽的具体形状不做限定,只要基准槽具有沿预设方向X设置的槽壁面即可。例如,基准槽可以是沿预设方向X设置于主体部11上的长条形槽,基准槽可以通过切削、打磨的方式形成于主体部11上,基准槽沿预设方向X设置的槽壁面可以是平面,第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者部分伸入基准槽内且与基准槽的槽壁面抵接以形成点接触、线接触或者面接触。该设计中,通过将基准部12设计成基准槽,且该基准槽具有沿预设方向X设置的槽壁面,第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者与基准槽沿预设方向X设置的槽壁面抵接,该基准槽的槽壁面既可作为第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者的安装基准面,保证第一摄像单元20和/或第二摄像单元30在安装过程中的精确定位,该基准槽的槽壁面又可作为第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者的调节基准面,保证第一摄像单元20和/或第二摄像单元30在调节过程中的精确调节,以适应不同测试距离和测试精度要求下的不同立体基线宽度D的需求。

在一种实施例中,基准部12包括设于主体部11的基准板121,基准板121具有沿预设方向X设置的基准面122,第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者与基准面122抵接。其中,这里对基准板121的具体形状不做限定,只要基准板121具有沿预设方向X设置的基准面122即可。例如,基准板121可以是沿预设方向X设置于主体部11上的长条形板,基准板121可以通过注塑的方式一体成型于主体部11上,基准板121沿预设方向X设置的基准面122可以是平面,第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者与基准板121的基准面122抵接,以形成点接触、线接触或者面接触。该设计中,通过将基准部12设计成基准板121,且该基准板121具有沿预设方向X设置的基准面122,第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者与基准板121沿预设方向X设置的基准面122抵接,该基准板121的基准面122既可作为第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者的安装基准面122,保证第一摄像单元20和/或第二摄像单元30在安装过程中的精确定位,该基准板121的基准面122又可作为第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者的调节基准面122,保证第一摄像单元20和/或第二摄像单元30在调节过程中的精确调节,以适应不同测试距离和测试精度要求下的不同立体基线宽度D的需求。

需要注意的是,当基准部12包括基准板121,基准板121的预设方向X与地面平行,且第一摄像单元20和第二摄像单元30位于基准板121远离地面的一侧时,第一摄像单元20和/或第二摄像单元30与基准板121的基准面122抵接,基准板121的基准面122除了能够作为第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者的安装和/或调节基准外,基准板121的基准面122还能够承载第一摄像单元20和/或第二摄像单元30,还能够达到增强第一摄像单元20和/或第二摄像单元30与主体部11之间的连接稳定性的效果。

如图1-图2所示,进一步地,为在第一摄像单元20和/或第二摄像单元30调节后,能够直观的得出第一摄像单元20和第二摄像单元30之间的立体基线宽度D的数值,故设计,基准部12包括基准板121,基准板121呈预设方向X设置的长条状,基准板121具有沿预设方向X排布的刻度线123。其中,刻度线123可以通过蚀刻的方式形成于基准板121上,这里对刻度线123的精度不做限定,设计人员可根据实际需要对刻度线123的精度进行合理设计。具体地,基准板121背向地面一侧的表面即为基准板121的基准面122,基准线布设于基准板121使用时面向用户的表面上。该设计中,通过将基准板121设计成沿预设方向X设置的长条状,能够降低基准板121的加工难度;通过在基准板121上设计刻度线123,能够便于用户直观的得出第一摄像单元20和第二摄像单元30之间的立体基线宽度D的数值。

如图1-图2所示,考虑到第一摄像单元20与第二摄像单元30之间的立体基线宽度D的调节范围决定了双目摄像装置1的测量精度,为使该双目摄像装置1具有较好的测量精度,故设计,立体基线宽度D的取值大于等于50毫米,且小于等于500毫米。例如,立体基线宽度D的取值可以但不仅限于是50毫米、100毫米、150毫米、200毫米、250毫米、300毫米、350毫米、400毫米、450毫米或500毫米等。该设计中,当第一摄像单元20和第二摄像单元30之间的立体基线宽度D为50毫米时,该双目摄像装置1的测量精度较小,适用于近距离测量,当第一摄像单元20和第二摄像单元30之间的立体基线宽度D为500毫米时,该双目摄像装置1的测量精度较大,适用于远距离测量,通过设计50毫米≤立体基线宽度D≤500毫米,使得该双目测量装置具有较好的测量精度范围以适应不同测试距离的测量需求。

如图1-图2所示,考虑到第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者相对主体部11的位置可调,可以是第一摄像单元20和/或第二摄像单元30相对主体部11沿预设方向X上的某几个位置可调。为使该双目摄像装置1能够适应更多不同测试距离的测量需求,故设计,调节件10还包括设置于主体部11的调节部13,第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者与调节部13滑动连接。该设计中,通过设计调节部13,第一摄像单元20和第二摄像单元30中的一者与调节部13滑动连接,实现了第一摄像单元20和/或第二摄像单元30的无极调节,从而有效增强该双目摄像装置1的不同测试距离的测量需求。

进一步地,考虑到调节部13用于实现第一摄像单元20和/或第二摄像单元30与主体部11之间的滑动连接,以实现第一摄像单元20和/或第二摄像单元30相对主体部11沿预设方向X上的运动,调节部13可以包括连杆或者凸轮中的至少一者所形成的连杆机构。为简化调节部13的结构,故设计,调节部13包括设于主体部11的调节导轨131,调节导轨131呈预设方向X设置的长条状,第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者与调节导轨131滑动连接。其中,主体部11具有用于承载第一摄像单元20和第二摄像单元30的承载面(例如主体部11使用时用于面向待测物体的表面即为主体部11的承载面),调节导轨131可以是自承载面的部分向内延伸形成的长条状凹槽,调节导轨131也可以是自承载面的部分向外延伸形成的长条状凸条。该设计中,通过将调节部13设计成调节导轨131,能够有效实现第一摄像单元20和/或第二摄像单元30沿预设方向X相对主体部11的位置可调,还能够有效简化调节部13的结构达到降低该双目摄像装置1的成本的目的。

进一步地,为增强第一摄像单元20和/或第二摄像单元30在调节导轨131上的运动稳定性,以进一步提升该双目摄像装置1的测量准确性,故设计,调节导轨131包括沿垂直于预设方向X设置的第一调节导轨1311和第二调节导轨1312,第一摄像单元20和第二摄像单元30中的至少一者与第一调节导轨1311及第二调节导轨1312滑动连接,且第一调节导轨1311和第二调节导轨1312分别邻近第一摄像单元20及第二摄像单元30的两端设置。该设计中,在垂直于预设方向X的方向上,间隔设置有第一调节导轨1311和第二调节导轨1312,增加了第一摄像单元20和/或第二摄像单元30与调节导轨131之间的接触部位的数量,从而增强第一摄像单元20和/或第二摄像单元30在调节导轨131上的运动稳定性;通过设计第一调节导轨1311和第二调节导轨1312分别邻近第一摄像单元20及第二摄像单元30的上端和下端设置,使得第一摄像单元20和/或第二摄像单元30与第一调节导轨1311以及第二调节导轨1312之间的受力更加均匀,以增强第一摄像单元20和/或第二摄像单元30与调节导轨131连接稳定性。

具体地,第一摄像单元20包括第一摄像头21、第一安装板22和多个第一锁紧螺钉(图中未示出),第一摄像头21与第一安装板22固定连接,第一安装板22设有供多个第一锁紧螺钉一一对应穿设的多个第一安装孔221。第二摄像单元30包括第二摄像头31、第二安装板32和多个第二锁紧螺钉(图中未示出),第二摄像头31与第二安装板32固定连接,第二安装板32设有供多个第二锁紧螺钉一一对应穿设的多个第二安装孔321。第一调节导轨1311和第二调节导轨1312均为沿预设方向X设置于主体部11上的长条状凹槽,第一调节导轨1311和第二调节导轨1312的数量均为两个,两个第一调节导轨1311沿预设方向X间隔排布,两个第二调节导轨1312也沿预设方向X间隔排布,其一第一调节导轨1311与其相邻的第二调节导轨1312组成第一调节组,另一第一调节导轨1311与其相邻的第二调节导轨1312组成第二调节组。第一安装板22与第一调节组滑动连接,并通过第一锁紧螺钉来实现第一安装板22与主体部11之间位置的相对固定,第二安装板32与第二调节组滑动连接,并通过第二锁紧螺钉来实现第二安装板32与主体部11之间位置的相对固定。

当然,第一摄像单元20还可以包括第一限位板23,第一限位板23设有与多个第一安装孔221一一对应设置的多个第一固定孔231,各第一锁紧螺钉依次穿过第一安装孔221、第一调节导轨1311或第二调节导轨1312,并与第一固定孔231螺纹连接。第二摄像单元30还可以包括第二限位板33,第二限位板33设有与多个第二安装孔321一一对应设置的多个第二固定孔331,各第二锁紧螺钉依次穿过第二安装孔321、第一调条导轨或第二调节导轨1312,并与第二固定孔331螺纹连接。

如图2-图3所示,考虑到双目立体视觉是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取待测物体的两幅图像,通过计算图像对应点间的位置偏差,来获取待测物体的三维几何信息的方法。为便于实现不同图像之间的信息比对,故设计,双目摄像装置1还包括与第一摄像单元20及第二摄像单元30均电性连接的电路板组件40,电路板组件40与主体部11连接,电路板组件40位于主体部11的与第一摄像单元20以及第二摄像单元30相背的一侧。该设计中,通过设计第一摄像单元20和第二摄像单元30均与电路板组件40电性连接,能够有效实现第一摄像单元20和第二摄像单元30在不同位置上所获取的待测物体的不同图像之间的信息比对;通过将电路板组件40设计在主体部11的与第一摄像单元20以及第二摄像单元30相对的一侧,也即将电路板组件40设计在主体部11的背面,能够给主体部11的正面预留足够的空间,以适应更多不同测试距离的测量需求。

考虑到电路板组件40需要在结构上与主体部11连接,还需要在电路上与第一摄像单元20和第二摄像单元30电性连接,故设计,电路板组件40包括连接结构42和电路板41,连接结构42与主体部11连接,电路板41与第一摄像单元20以及第二摄像单元30均电性连接,且电路板41经由连接结构42与主体部11连接。其中,连接结构42作为电路板41与主体部11的中间连接件,连接结构42的具体表现方式可以有很多,例如,连接结构42包括连接板421和支架422,连接板421通过锁螺钉的结构与主体部11连接,支架422位于电路板41与连接板421之间,以将电路板41固定在连接板421上,且由于支架422的设计使得电路板41与连接板421之间形成间隔,该间隔有利于电路板41的散热。该设计中,电路板41实现与第一摄像单元20和第二摄像单元30在电性上的连接;连接结构42实现电路板41与主体部11在结构上的连接,能够增强电路板41与主体部11之间的连接稳定性。

请参照图4所示,本申请的第二方面提出了一种立体成像系统5,该立体成像系统5包括支撑机构51、检测单元52及上述的双目摄像装置1,双目摄像装置1安装于支撑机构51,检测单元52安装于支撑机构51且与双目摄像装置1电性连接。该设计中,具有上述双目摄像装置1的立体成像系统5,检测单元52配合双目摄像装置1以进一步提升双目摄像装置1所计算出的深度信息的精度。

其中,双目摄像装置1作为一个整体与支撑机构51连接,支撑机构51用于承载双目摄像装置1,这里对支撑机构51的具体表现形式不做限定,例如,该支撑机构51可以是由铝型材搭建而成框架结构,以便于双目摄像装置1与支撑机构51之间的拆卸和位置调整。

检测单元52配合双目摄像装置1以进一步提升双目摄像装置1所计算出的深度信息的精度。例如,第一摄像单元20和第二摄像单元30在第一位置上拍摄待测物体并形成第一图像,第一摄像单元20和第二摄像单元30的第二位置(不同于第一位置的另一位置)上拍摄待测物体并形成第二图像,通过计算第一图像的像素点与第二图像的像素点之间的偏差,来获取待测物体的三维信息,检测单元52对该三维信息进行相关处理以进一步提高三维信息的精度。其中,设计人员可根据本领域相关技术手段来通过检测单元52提高三维信息的精度。检测单元52的具体表现形式可以但不仅限于是激光雷达检测器、结构光检测器、TOF检测器(飞行时间,Time of Flight)。检测单元52与支撑机构51连接,以便于检测单元52与支撑机构51之间的拆卸和位置调整。

需要注意的是,上述立体成像系统5可以但不仅限于适用在机器人自动导航、汽车自动导航等应用场景中。例如,当上述立体成像系统5应用于汽车自动导航场景中时,需要将上述立体成像系统5安装于如汽车的移动平台上,而支撑机构51的设计也便于与汽车的其他部件的组合使用,从而充分增强该立体成像系统5的实用性,通过调节第一摄像单元20和/或第二摄像单元30在主体部11上的相对位置来改变立体基线宽度D,以适应不同测试距离和测试精度要求。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本申请的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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申请和简化描述,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,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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