[发明专利]单目斜置非共轴透镜测距装置

说明书

本发明公开了一种单目斜置非共轴透镜测距装置，由一个斜置透镜和一个屏幕构成，所述斜置透镜为一个光心不与主光轴重合且其光轴相对于主光轴有一定夹角的透镜，当位于主光轴延长线上的一点通过斜置透镜成像时，像点在主光轴与感光屏的相交点一定距离处，通过测量像点与主光轴的相对距离，并考虑斜置透镜的成像参数，即可获取到该光源相对于透镜的距离。本发明通过较为简单的几何算法即可实现测距功能。

技术领域

本发明涉及测距装置领域，具体涉及一种单目斜置非共轴透镜测距装置。

背景技术

计算机视觉广泛应用在在工业生产和自动驾驶等多个领域，其中对空间立体信息的识别尤为重要。在构建空间立体模型的过程中，距离的测定是一项基础的内容。目前绝大多数测距是基于双目视觉，通过识别两个图像的不同点并运用几何算法来得出距离。如工业中的多自由度机械装置的精确位姿的动态检测，影视制作中的立体场景重建等均是基于此原理。少数的单目测距则是主要基于软件算法对二维图像的识别，以相似三角形为基本原理，通过对图像信息的提取和建模来估计距离。例如早期的单摄像头手机的测距功能则是基于此原理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单目斜置非共轴透镜测距装置，其可通过较为简单的几何算法实现测距功能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

单目斜置非共轴透镜测距装置，由一个斜置透镜和一个屏幕构成，所述斜置透镜为一个光心不与主光轴重合且其光轴相对于主光轴有一定夹角的透镜，当位于主光轴延长线上的一点通过斜置透镜成像时，像点在主光轴与感光屏的相交点一定距离处，通过测量像点与主光轴的相对距离，并考虑斜置透镜的成像参数，即可获取到该光源相对于透镜的距离。

进一步地，通过以下步骤计算光源相对于透镜的距离：

S1、设A系原点位于水平的主光轴上，B系原点为斜置透镜的光心，A系为以主光轴为x轴建立的平面直角坐标系，B系为以斜置透镜光轴为x轴建立的平面直角坐标系；取B系原点在A系中的坐标为(-a，-b)，主光轴于斜置透镜光轴的夹角为θ。在A坐标系中取一点(X_A，Y_A)，将该点在B系中记作(X_B，Y_B)，，则由坐标的平移及旋转变换可得：

S2、设镜头前且在主光轴延长线上一点P通过斜置透镜在后方屏幕上于像点Q处成像，在B系中，由成像关系可得如下两个等式：

S3、将式(1)，(2)的坐标变换代入等式(3)，(4)，可得关于X_QA和X_PA的二元方程，联立可解得X_PA，即P光点到测距装置的距离。

本发明具有以下有益效果：

通过较为简单的几何算法即可实现测距功能。

附图说明

图1为本发明实施例一种单目斜置非共轴透镜测距装置的结构示意图。

图2为本发明实施例的光路示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。