[实用新型]大视角3D视觉系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学及电子技术领域，尤其涉及一种大视角3D视觉系统。

背景技术

获取目标的深度信息有助于智能设备实现对目标更好的认识和理解，人类通过双眼来感知目标的深度以此实现精确的抓取、躲避，因而对于一些智能化设备，例如机器人，通过配备3D相机来获取3D感知能力，进一步可以实现3D扫描、场景建模、手势交互、SLAM、导航等任务。因此，在未来3D视觉将会逐渐成为智能设备必不可少的部分。

然而目前的3D相机在性能与成本之间往往难以达到较好的平衡，比如成本较低的KINECT等3D相机可用作智能设备的3D视觉系统，然而由于其视场角有限，因此在很多应用中也受到很大的限制，比如难以快速对场景建模、或者由于视野内特征点较小使得数据融合时带来较大的误差；还有一视场角大的3D视觉系统，比如激光雷达，然而一方面成本高，另一方面获取的场景深度信息的分辨率非常有限，难以用来执行更加繁杂的任务，比如体感交互、避障等。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中的3D视觉系统不能同时具有大的视场角和高的分辨率的问题，提出一种大视角3D视觉系统。

本实用新型的大视角3D视觉系统，包括：固定支架；至少2个深度获取单元，用于独立或同步地获取目标深度图像；所述至少2深度获取单元以圆弧形式分布在所述固定支架上。

优选地，当单个所述深度获取单元的视场角、相邻所述深度获取单元的光心的基线间距和所述深度获取单元的最小测量范围值确定时，所述深度获取单元中的相邻深度获取单元的组合视场角为一固定值，所述固定值为所述3D视觉系统在测量范围内没有盲区的情形下能够实现的最大组合视场角。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果有：

本实用新型采用多个深度获取单元以圆弧形式分布来扩大视场角，相对于已有方案中的单个深度相机，本实用新型具有更大的视场角，结合融合单元可以实现更大视角和更高空间分辨率的深度图像采集；相对于已有方案中的激光雷达而言，本实用新型具有明显的成本以及空间分辨率优势。

进一步地，在定义了所述深度获取单元的最小测量范围值h和相邻深度获取单元光心的基线间距b的前提下，通过合理地设置深度获取单元的位置，可以保证在测量范围内没有盲区的情形下实现最大的组合视场。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的3D视觉系统结构示意图。

图2是本实用新型一个实施例的3D视觉系统的几何结构图。

图3是本实用新型一个实施例的3D视觉系统结构示意图。

图4是本实用新型一个实施例的3D视觉系统结构示意图。

图5是本实用新型一个实施例的3D视觉系统结构示意图。

图6是本实用新型一个实施例的3D视觉系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本实用新型做进一步详细说明。其中相同的附图标记表示相同的部件，除非另外特别说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

3D视觉系统(如深度相机、激光雷达)用于获取目标空间中的深度信息，比如激光雷达可以获取目标空间中某一水平面上360度的深度信息，这种深度信息尽管是一维的，空间分辨率较低，但拥有360度的大视角；又如利用深度相机可以获取目标空间中水平及垂直FOV分别为60度及40度的深度信息，这种深度信息是二维的，拥有非常高的空间分辨率，但每个方向上的视场角都较小。在许多应用中，往往要求3D视觉系统即拥有某一方向上的大视角，也要求有非常高的空间分辨率。本实用新型提出一种大视角(视场、FOV)的3D视觉系统，通过将多个深度相机进行合理的布置，或者通过多个深度获取单元组成一个整体的深度相机来实现大视角、高空间分辨率的深度测量，在一种实施方式中，在其中一个方向上的FOV可以达到180度。以下将通过图1～图6来详细地说明本实用新型的原理。