[实用新型]一种基线长度自动调节的双目立体摄像机

说明书

技术领域

本实用新型是一种基线长度自动调节的双目立体摄像机，用于机器人导航、三维重建等，属于机器视觉领域。

背景技术

立体视觉技术在移动机器人导航、多目标跟踪、三维测量和三维重建方面得到了广泛的应用。目前存在很多种应用于机器人的立体摄像机，如加拿大灰点公司(Point Grey Research Inc)生产的Bumblebee系列立体摄像机，Bumblebee2由两个并排的CCD图像传感器构成，镜头可为焦距为3.8mm或者6mm的微镜头，基线长度是12cm，通过1394线与PC机相连，图像匹配等算法在PC机上实现，可构建实时的深度图。美国Videre Design公司生产基线可以手动调节的双目立体摄像机，如STH-MDCS3-VAR型号的立体摄像机，由两个并排的CMOS图像传感器组成，基线长度可以在5-20cm之间调节，镜头可以选择各种C/CS接口的标准镜头，图像匹配等算法工作在PC机上实现，可以获得实时的深度图，另外的一种STH-MDCS3-VARX型号的摄像机，基线长度可以在18-60cm之间以步长7cm调节，其他各种参数与STH-MDCS3-VAR类似。湖南大学的王耀南，余洪山，梁昂，段峰的发明专利(专利申请号：03124756.3)---仿人多自由度立体双目视觉装置，其主要用途是自动获取三维环境信息，具有摄像机的水平旋转，仰俯动作，两个摄像机的聚散度调整四个自由度，可通过计算机控制系统实现各运动部分快速、动态的交互调整，实现了类似人眼睛和头部的运动功能，具有一定的智能性。

目前双目立体摄像机主要存在以下问题：

双目立体摄像机的两个摄像机之间的距离，即基线长度是无法自动调节的，如上面所述，加拿大灰点公司(Point Grey Research Inc)生产的Bumblebee2的基线长度是固定的，Videre Design公司生产的STH-MDCS3-VAR(X)，基线长度虽然可以调节，但是这种调节是在使用之前进行的，无法在工作过程中实现调节。湖南大学王耀南等的发明专利---仿人多自由度立体双目视觉装置，两个摄像机虽然具有自动聚散度调整的功能，但是这种调整是凭借摄像机的旋转形成的，没有改变基线的长度，并且摄像机旋转之后会给图像匹配与深度计算等算法带来很大的难度。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种基线长度可以自动调节的双目立体摄像机，本实用新型具有高精度的伺服控制性能，可以精确调节基线的长度，从而改变两个摄像机共同可视范围的大小，能有效计算图像的深度信息，可以应用于机器人导航、目标跟踪、三维重建等领域。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案。它包括立体成像部分，立体视觉信息处理部分和电机传动部分。所述的立体成像部分包括两个CCD图像传感器，两个CCD图像传感器安装在支架上的两根平行滑竿上，其中的一个CCD图像传感器与电机传动部分相连，受其引导可以在支架上沿滑竿滑动，另一个CCD图像传感器与滑竿固定连接。所述的立体视觉信息处理部分为一块嵌入式图像处理器，与两个CCD图像传感器相连，接收来自两个CCD图像传感器的图像信息并进行处理；嵌入式图像处理器与电机传动部分相连。

所述的电机传动部分包括有电机、控制电机运动的运动控制卡和皮带，皮带与其中的一个CCD图像传感器通过连接块固定连接，运动控制卡与电机相连，用来驱动电机的运动，运动控制卡还与立体视觉信息处理部分的嵌入式图像处理器相连。

还包括有上位机，上位机分别与立体视觉信息处理部分和电机传动部分的运动控制卡相连。

所述的电机为带有电机编码器的直流伺服电机。