[发明专利]一种双目视觉相机硬件系统、三维场景重建系统及方法

说明书

本发明公开了一种双目视觉相机硬件系统、三维场景重建系统及方法，三维场景重建系统包括ECU、双目视觉相机硬件系统和GPS模块，当ECU根据GPS模块传回的导航信息，确定车辆与前方转弯位置之间的距离达到预设距离时，ECU控制双目视觉相机在预设旋转范围内往复同步转动，采集车辆前方180°视场内图像数据，并基于运动恢复结构原理和即时定位与地图构建原理，对左相机和右相机分别采集的车辆前方180°视场内图像数据进行三维场景重建，得到车辆前方180°视角范围内的三维场景重建图像。本发明仅采用一套具有一维旋转功能的双目视觉相机即可实现对车辆前方180°视角范围内的图像采集，从而减少了三维场景重建的硬件成本。

技术领域

本发明涉及三维场景重建技术领域，更具体的说，涉及一种双目视觉相机硬件系统、三维场景重建系统及方法。

背景技术

自动驾驶汽车，又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车、或轮式移动机器人，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。随着自动驾驶技术的不断发展，自动驾驶汽车对周围环境感知能力的要求越来越高。

目前，自动驾驶汽车主要基于对当前环境重建的三维场景实现车辆自动转弯功能，实现三维场景重建的技术有多种，如高精度的RTK(Real-time kinematic，实时动态差分法)技术、高成本的激光雷达技术或者机器视觉技术。考虑到基于机器视觉技术的方式成本相对低廉，因此，很多车企采用基于机器视觉技术对车辆当前环境的三维场景进行重建，使车辆基于该三维场景实现自动转弯。

在基于机器视觉技术进行三维场景重建时，主要基于双目视觉相机实现，由于双目视觉相机的视角有限，一般在40°～60°之间，无法覆盖车辆前方180°的视角范围，所以为保证三维场景重建精度，实现车辆自动转弯功能，通常会对车辆配置多套双目视觉相机，以采集车辆前方180°视角范围内的图像。然而，对车辆配置多套双目视觉相机，会导致三维场景重建的硬件成本增加。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种双目视觉相机硬件系统、三维场景重建系统及方法，以解决传统方案中，在采集车辆前方180°视角范围内的图像时，因需要对车辆配置多套双目视觉相机，而导致的三维场景重建的硬件成本增加的问题。

一种双目视觉相机硬件系统，包括：双目视觉相机、减速传动装置、步进电机和步进电机控制器，其中，所述双目视觉相机包括：左相机、右相机以及固定所述左相机和所述右相机的支架；

所述步进电机控制器的输出端与所述步进电机的控制端连接，所述步进电机的电机输出轴连接所述减速传动装置，所述减速传动装置的中心转轴安装用于固定所述左相机和所述右相机的所述支架；

所述步进电机根据所述步进电机控制器输出的控制信号，驱动所述减速传动装置旋转，并带动安装在所述减速传动装置的中心转轴上的所述支架旋转，实现固定在所述支架上的所述左相机和所述右相机在预设旋转范围内往复同步转动。

优选的，所述双目视觉相机的相邻两帧之间的相机光轴旋转角度等于预设角度。

一种三维场景重建系统，包括：电子控制单元ECU、GPS模块和权利要求1所述的双目视觉相机，其中，所述双目视觉相机的左相机和右相机沿车辆中心线水平对称放置；