[发明专利]视觉雷达系统

说明书

本发明揭示了一种视觉雷达系统，包括光学反射镜片、旋转装置、图像采集装置及控制和图像处理单元，其中旋转装置带动光学反射镜片进行旋转从而将不同角度的光线反射到图像采集装置中，控制和图像处理单元用以控制旋转装置及图像采集装置，并且对图像采集装置采集的图像进行加工处理，获取外部环境完整的图像。

【技术领域】

本发明属于电子技术领域，特别是指一种视觉雷达系统。

【背景技术】

对于目标物体的探测，通常采用激光雷达技术或双目视觉技术。

其中激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，作适当处理后就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。飞行时间(Time ofFlight，即TOF)技术是一种进行光飞行时间测量的方式。这种方式顾名思义就是发射出一道激光，然后利用光电二极管来进行激光的回波检测，再使用一个很高精度的计时器去测量光波发射到目标物引起反馈再回来的时间差，根据光速具有不变性，再将时间差乘以光速就可以得到目标物体的距离，而这个就是被现在主流的各大工业级别的激光雷达所采用的距离测量的方式，激光雷达的优势表现在持续360度的能见度和精准的深度信息。

双目视觉技术是模拟人类视觉原理，利用计算机被动感知距离的方法。其主要是从两个或者多个点观察一个物体，获取在不同视角下的图像，根据图像之间像素的匹配关系，通过三角测量原理计算出像素之间的偏移来获取物体的三维信息。得到了物体的景深信息，就可以计算出物体与相机之间的实际距离、物体三维大小、两点之间实际距离。目前也有很多研究机构进行三维物体识别，来解决2D算法无法处理遮挡，姿态变化的问题，提高物体的识别率。双目立体视觉测量方法具有效率高、精度合适、系统结构简单、成本低等优点，非常适合于制造现场的在线、非接触产品检测和质量控制。对运动物体(包括动物和人体形体)测量中，由于图像获取是在瞬间完成的，因此立体视觉方法是一种更有效的测量方法。

为了精确地求得某个点在三维空间里的深度信息，需要获得的参数有焦距、视差、摄像头中心距；为了获得某个点的X坐标和Y坐标，还需要知道左右像平面的坐标系与立体坐标系中原点的偏移。因此双目立体视觉测量方法需要进行三个步骤：相机标定、图像校正、立体匹配。

其精度要受相机性能、光照和基线长度(两台相机之间距离)影响。基线长度影响双目测距精度，长基线对于远距离物体测距精度越高；相反，短基线对近距离物体的测距精度越高。而实际应用中，基线是固定的，因为基线变动需要重新标定。

相较于激光雷达的360度视野，双目立体视觉的视角更窄。360度全景摄像头采用鱼眼式全景成像光学系统，或者将安装在不同位置和角度的多个180度广角摄像机所提供的图像，经过图像处理单元矫正和拼接后，形成一幅360度全景图像。其中鱼眼式全景镜头会让图像产生畸变，会给后期图像处理和人眼辨识带来很多困难。因此，基于视觉图像处理的360度精准深度信息技术复杂度高。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种视觉雷达系统，用以解决激光雷达成本过高和双目视觉的局限性的问题。

为实现上述目的，实施本发明的视觉雷达系统，其中该视觉雷达系统包括光学反射镜片、旋转装置、图像采集装置及控制和图像处理单元，其中旋转装置带动光学反射镜片进行旋转从而将不同角度的光线反射到图像采集装置中，控制和图像处理单元用以控制旋转装置及图像采集装置，并且对图像采集装置采集的图像进行加工处理，获取外部环境完整的图像。