專利名稱：一種雙鏡頭單圖像傳感器的雙目立體視覺成像裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及三維成像領域，具體涉及一種利用雙光學成像鏡頭和單圖像傳感器的雙目立體視覺成像裝置。
背景技術：
目前，我國已有部分關于立體視覺傳感器的專利。在這些專利文獻中，相當一部分是以產生立體視覺效果為目的。例如，87215166 “空間立體視覺裝置”和03102373 “利用平面鏡構成立體圖像的觀看裝置”，都不適用于視覺的在線檢測。還有一部分是用于三維信息檢測的，例如授予中國科學院沈陽自動化研究所的專利99223712公開的“可車載的全方位視覺傳感器”，采用半球面反射鏡來實現全方位景象觀察；授予日本發(fā)那科株式會社的中國專利200510087365公開的“機器人系統中再校準三維視覺傳感器的方法和設備”，通過機器人以一個或更多的相對位置關系安置視覺傳感器和測量目標獲取機器人和測量目標的位置信息；授予中國科學院沈陽自動化研究所的專利200520088911公開的“全向立體視覺成像裝置”;授予天津大學的專利200410072699公開的“雙目立體結構多功能視覺傳感器等眾多立體視覺傳感器”，發(fā)表在2006年4月傳感技術學報的“單目立體視覺傳感器的優(yōu)化設計及精度分析”和發(fā)表在2008年9月計算機工程的“彩色鏡像圖像的立體匹配方法”， 授予東華大學的中國專利200610147559. 2公開的“一種單目立體視覺傳感器”。以上所公開的專利文獻，均具有一個共同的特點，即都是利用雙目立體視覺進行匹配，其計算搜索工作量大，很難用于視覺控制；還有的是利用三個或更多視覺傳感器，因而，不僅增加了檢測系統的成本，更增加了系統控制的復雜性；或在CCD傳感器上成兩幅或 4幅目標圖像，背景多次成像，僅能針對背景單一的條件進行。

發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種在成像中充分利用的CCD像面的范圍，拓展了成像范圍，裝置滿足極線約束條件，提高匹配點的搜索速度，在成像范圍內兩次成像，可以用于大視場，復雜背景下的雙鏡頭單圖像傳感器的雙目立體視覺成像裝置。本實用新型的目的是這樣實現的它包括機架1、鏡頭旋轉架2、可變光闌4、桿頭 5、等腰反射棱鏡6、棱鏡旋轉架7、連架桿8、成像傳感器旋轉架9、成像傳感器10、連桿11和光闌控制系統12，機架1、連架桿8、連桿11分別安裝在鏡頭旋轉架2上，棱鏡旋轉架7和成像傳感器旋轉架9底端的桿頭5連接構成平面四桿機構；鏡頭旋轉架上安裝有像鏡頭3，棱鏡旋轉架7上安裝等腰反射棱鏡6，成像傳感器旋轉架9上安裝成像傳感器10，可變光闌4 設置于成像鏡頭3內部，光闌控制系統12控制可變光闌4的孔徑的大小及開閉狀態(tài)。本實用新型還有這樣一些技術特征1、所述的鏡頭旋轉架2包括兩個鏡頭旋轉架。本實用新型具有以下有益效果1、成像中充分利用的成像傳感器像面的范圍，拓展了成像范圍；[0010]2、在成像范圍相同的情況下，由于全部成像傳感器的像素均參與成像，所以成像范圍內采樣密度大為增加；3、采用單成像傳感器，降低了對圖像采集卡和計算機圖像處理系統的要求，具備很高的性價比；4、由于是同一成像傳感器，原理上不需要對立體圖像對進行極線校正，裝置滿足極線約束條件，大大提高匹配點的搜索速度5、在成像范圍內兩次成像，克服了背景多次成像對立體圖像對的干擾，減少立體圖像對的預處理時間，因此本實用新型可以用于大視場，復雜背景下的雙目成像。

圖1為本實用新型的示意圖；圖2為本實用新型左側可變光闌閉合時成像光路原理圖；圖3為本實用新型右側可變光闌閉合時成像光路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的說明結合圖2和圖3，本實施例包括機架1，鏡頭旋轉架2，成像鏡頭3，可變光闌4，桿頭 5，等腰反射棱鏡6，棱鏡旋轉架7，連架桿8，成像傳感器旋轉架9，成像傳感器10，連桿11， 光闌控制系統12。各部件的連接關系是機架1，連架桿8，連桿11和分別安裝在鏡頭旋轉架2，棱鏡旋轉架7和成像傳感器旋轉架9的底端的桿頭5連接，構成平面四桿機構；兩個鏡頭旋轉架2上分別安裝成像鏡頭3，棱鏡旋轉架7上安裝等腰反射棱鏡6，成像傳感器旋轉架9上安裝成像傳感器10，可變光闌4位于成像鏡頭3內部，由光闌控制系統12控制可變光闌4的孔徑的大小及開閉狀態(tài)。光闌控制系統12根據成像傳感器10的數據讀取時間，控制左右連個可變光闌4 的開閉狀態(tài)。物體上的物點向空間均勻反射光強，當左側可變光闌4閉合時，物點發(fā)出的光線，經過成像鏡頭3，可變光闌4，成像于成像傳感器10，由成像傳感器的采樣電路及存儲芯片保存為傳統雙目立體成像中的右圖像。下一個時刻，右側可變光闌4閉合時，如圖3所示， 物點發(fā)出的光線，經過成像鏡頭3，可變光闌4，由等腰反射棱鏡6將光路轉折，指向成像傳感器10，并將物點成像于成像傳感器10，由成像傳感器的采樣電路及存儲芯片保存為傳統雙目立體成像中的左圖像，與上一時刻記錄的有圖像共同工程立體圖像對，利用已有的立體匹配方法可以獲取立體圖像。本實用新型成像中充分利用的成像傳感器像面的范圍，拓展了成像范圍，同時在成像范圍相同的情況下，由于全部成像傳感器的像素均參與成像，所以成像范圍內采樣密度大為增加。由于是同一成像傳感器，原理上不需要對立體圖像對進行極線校正，裝置滿足極線約束條件，大大提高匹配點的搜索速度，在成像范圍內兩次成像，克服了背景多次成像對立體圖像對的干擾，減少立體圖像對的預處理時間，因此本實用新型可以用于大視場，復雜背景下的雙目成像。現有工藝水平完全可以滿足本實用新型所需的光柵、機械裝置和電氣設備的生產加工要求。
權利要求1.一種雙鏡頭單圖像傳感器的雙目立體視覺成像裝置，其特征在于它包括機架、鏡頭旋轉架、可變光闌、桿頭、等腰反射棱鏡、棱鏡旋轉架、連架桿、成像傳感器旋轉架、成像傳感器、連桿和光闌控制系統，機架、連架桿、連桿分別安裝在鏡頭旋轉架上，棱鏡旋轉架和成像傳感器旋轉架底端的桿頭連接構成平面四桿機構；鏡頭旋轉架上安裝有像鏡頭，棱鏡旋轉架上安裝等腰反射棱鏡，成像傳感器旋轉架上安裝成像傳感器，可變光闌設置于成像鏡頭內部，光闌控制系統控制可變光闌的孔徑的大小及開閉狀態(tài)。
2.根據權利要求1所述的一種雙鏡頭單圖像傳感器的雙目立體視覺成像裝置，其特征在于所述的鏡頭旋轉架包括兩個鏡頭旋轉架。
專利摘要本實用新型提供了一種雙鏡頭單圖像傳感器的雙目立體視覺成像裝置。它包括機架、鏡頭旋轉架、可變光闌、桿頭、等腰反射棱鏡、棱鏡旋轉架、連架桿、成像傳感器旋轉架、成像傳感器、連桿和光闌控制系統，棱鏡旋轉架和成像傳感器旋轉架底端的桿頭連接構成平面四桿機構；鏡頭旋轉架上安裝有像鏡頭，棱鏡旋轉架上安裝等腰反射棱鏡，成像傳感器旋轉架上安裝成像傳感器。本實用新型能夠大大提高匹配點的搜索速度，在成像范圍內兩次成像，克服了背景多次成像對立體圖像對的干擾，減少立體圖像對的預處理時間，因此本實用新型可以用于大視場，復雜背景下的雙目成像?，F有工藝水平完全可以滿足本實用新型所需的光柵、機械裝置和電氣設備的生產加工要求。
文檔編號G03B35/02GK202145259SQ20112025762
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權日2011年7月20日
發(fā)明者于雙, 于曉洋, 于舒春, 吳海濱, 王洋, 陳德運 申請人:哈爾濱理工大學