[发明专利]基于双目结构光的准确置信度深度摄像机测距装置及方法

说明书

本发明提供了一种基于双目结构光的准确置信度深度摄像机测距装置及方法，该测距装置包括结构光发射组件、光整型组件、成像透镜组件、第一图像传感器、第二图像传感器及DSP处理单元；结构光发射组件发出的光源照射到前方宽角度范围内的目标物体上，反射的折线或曲线与当前视场角内的物体经成像透镜组件共同成像于所述第一图像传感器及第二图像传感器上，DSP处理单元分别对上述成像的图像数据进行处理，根据角度关系，分别求取宽角度范围内的多点待测距离。本发明结构简单，用户成本低，可以一次测量前方宽角度范围内多个点的距离，并能通过第一、第二图像传感器之间的互相校准得到更精确的测距结果，大大提高了工业应用的置信度。

技术领域

本发明涉及一种测距装置及方法，尤其涉及一种基于双目结构光的准确深度摄像机测距装置及方法。

背景技术

目前，许多室内机器人系统，使用测距装置作为主要传感器，用来作SLAM算法画地图、定位和避障。

在专利号201620016536.7，专利名称：“基于线束激光器和普通摄像头芯片的多点测距装置”专利中记载了基于一个激光器和一个图像传感器的测距装置，也详细介绍了基于该测距装置的测距方法，可以实现一次测量一个宽角度范围内多个点的距离，但是上述测距装置对测距结果没有给出准确的置信度。本发明在上述提到的专利申请文件基础上提出另外一种新的测距装置及方法。

发明内容

本发明针对上述技术存在的不足，提供了一种基于双目结构光的准确置信度深度摄像机测距装置及方法，该测距装置基于两个图像传感器获取成像的图像数据，并通过对两个图像传感器的测距结果进行比较拟合，可以提高测量精度并且去除噪点，同时可以求取宽角度测距范围内每个角度方向上测距结果的置信度，在工业应用的 SLAM算法中可以发挥更好的作用。

本发明是通过如下技术方案实现的，一种基于双目结构光的准确置信度深度摄像机测距装置，该测距装置包括结构光发射组件、光整型组件、成像透镜组件、第一图像传感器、第二图像传感器及DSP处理单元；第一图像传感器所在平面以及第二图像传感器所在平面分别与所述结构光发射组件的发射方向成某一角度设置；结构光发射组件经过光整型组件发出的线束结构光照射到前方宽角度范围内的目标物体表面，发生漫反射，反射的光会映射为不同的折线线段或者曲线线段，反射的折线或曲线与当前视场角内的物体经成像透镜组件共同成像于所述第一图像传感器上以及所述第二图像传感器上，DSP处理单元分别对上述成像的图像数据进行处理，根据角度关系，分别求取宽角度范围内的多点待测距离；并对两个传感器上得到的待测距离进行比较拟和，确定该方向的待测距离以及该待测距离的置信度的高低。

所述的光整型组件安装在所述结构光发射组件后端，用于将结构光发射组件发出的光源整型为线束结构光；所述的成像透镜组件进一步包括一滤光片，滤光片安装在所述成像透镜组件前端，用以滤出结构光发射组件发出的特定波长的光；

所述结构光发射组件发出的光源可以为普通照明光源、EL光源、LED光源、以及激光光源；也可以为红外光源。

所述光整型组件可以为成型透镜、振动片、旋转棱镜。

该测距装置进一步包括一基座，所述结构光发射组件、成像透镜组件、普通摄像头芯片及DSP处理单元固定在该基座上。

结构光发射组件到所述第一图像传感器中心的距离范围为2cm～5cm；结构光发射组件到所述第二图像传感器中心的距离范围为3cm～8cm。

所述普通摄像头芯片包括但不限于CCD图像传感器、CMOS图像传感器。

一种基于双目结构光的深度摄像机的测距方法，包括如下步骤：