本實(shí)用新型涉及光定位領(lǐng)域，尤其涉及一種利用單臺(tái)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)雙目定位的裝置。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展，定位技術(shù)也變得越來(lái)越精確；常用的定位技術(shù)有電磁場(chǎng)定位技術(shù)、聲定位技術(shù)和光定位技術(shù)，其中應(yīng)用最廣泛的就是光定位技術(shù)，光定位技術(shù)適應(yīng)環(huán)境的能力強(qiáng)，可定位的物體種類繁多，光定位技術(shù)中最常用的為雙目定位技術(shù)，現(xiàn)有的雙目定位技術(shù)一般使用兩部相機(jī)來(lái)定位，對(duì)物體上一個(gè)特征點(diǎn)，用兩部固定于不同位置的相機(jī)攝得物體的像，分別獲得該點(diǎn)在兩部相機(jī)像平面上的坐標(biāo)，只要知道兩部相機(jī)精確的相對(duì)位置，就可用幾何的方法得到該特征點(diǎn)在固定一部相機(jī)的坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，即確定了特征點(diǎn)的位置。

但是現(xiàn)有的雙目定位技術(shù)還存在一定的缺陷，為了計(jì)算目標(biāo)物體的精確位置，一方面需要以兩部相機(jī)為參考點(diǎn)建立一個(gè)新的參考坐標(biāo)系，大大增加了對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行定位的計(jì)算量；另一方面，如果兩部相機(jī)之間的相對(duì)位置不精確，就會(huì)大大降低目標(biāo)物體的定位精度，這就大大增加了雙目定位技術(shù)的難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種利用單臺(tái)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)雙目定位的裝置，目的在于解決背景技術(shù)中所述的現(xiàn)有的雙目定位技術(shù)存在的缺陷。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種利用單臺(tái)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)雙目定位的裝置，包括控制系統(tǒng)、左掃描振鏡、右掃描振鏡、等腰直角棱鏡和攝像機(jī)；

所述的控制系統(tǒng)采用由計(jì)算機(jī)控制的掃描振鏡控制系統(tǒng)；

所述的左掃描振鏡和右掃描振鏡的控制輸入端均與計(jì)算機(jī)控制的掃描振鏡控制系統(tǒng)的控制輸出端連接；

所述的等腰直角棱鏡設(shè)置在左掃描振鏡和右掃描振鏡連線的中點(diǎn)上，且等腰直角棱鏡設(shè)置的高度與左掃描振鏡和右掃描振鏡設(shè)置的高度相同；

所述的攝像機(jī)的設(shè)置在等腰直角棱鏡中心線的延長(zhǎng)線上，攝像機(jī)的輸出端與計(jì)算機(jī)的輸入端鏈接。

還包括外殼，外殼的橫截面為三角形，三角形的角為弧形，外殼上表面設(shè)置有與外殼相匹配的密封蓋，左掃描振鏡和右掃描振鏡對(duì)應(yīng)的外殼側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有入光窗。

所述的外殼下表面還設(shè)置有高度調(diào)節(jié)器。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型所述的利用單臺(tái)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)雙目定位的裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，攜帶方便；本實(shí)用新型所述的利用單臺(tái)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)雙目定位的裝置，不需要建立新的參考坐標(biāo)系，只需利用計(jì)算機(jī)記錄的掃描振鏡旋轉(zhuǎn)角度和正切定理，即可計(jì)算出目標(biāo)物體與參考點(diǎn)之間的距離，大大簡(jiǎn)化了計(jì)算過(guò)程；同時(shí)，本實(shí)用新型所述的利用單臺(tái)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)雙目定位的裝置只需將兩個(gè)掃描振鏡固定，而不需如現(xiàn)有的雙目定位技術(shù)那樣計(jì)算兩部相機(jī)之間的相對(duì)距離，定位結(jié)果更加精確可靠。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型的俯視圖；

圖2為本實(shí)用新型的立體圖；

圖3為本實(shí)用新型的光路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例；基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ) “左”、“右”、“豎直”、“水平”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

如圖1和圖2所示：本實(shí)用新型所述的利用單臺(tái)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)雙目定位的裝置，包括控制系統(tǒng)、左掃描振鏡2、右掃描振鏡4、等腰直角棱鏡3和攝像機(jī)5；

控制系統(tǒng)采用由計(jì)算機(jī)控制的掃描振鏡控制系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)控制的掃描振鏡控制系統(tǒng)能夠利用伺服電機(jī)精確的控制掃描振鏡的旋轉(zhuǎn)角度，同時(shí)計(jì)算機(jī)也能夠根據(jù)伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)記錄掃描振鏡的旋轉(zhuǎn)角度；利用計(jì)算機(jī)控制的掃描振鏡控制系統(tǒng)控制掃描振鏡的旋轉(zhuǎn)屬于現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述。

所述的左掃描振鏡2和右掃描振鏡4的控制輸入端均與計(jì)算機(jī)控制的掃描振鏡控制系統(tǒng)的控制輸出端連接，保證計(jì)算機(jī)能夠通過(guò)掃描振鏡控制系統(tǒng)控制左掃描振鏡2和右掃描振鏡4的旋轉(zhuǎn)。

所述的等腰直角棱鏡3設(shè)置在左掃描振鏡2和右掃描振鏡4連線的中點(diǎn)上，且等腰直角棱鏡3設(shè)置的高度與左掃描振鏡2和右掃描振鏡4設(shè)置的高度相同，保證等腰直角棱鏡3能夠?qū)⑺饺肷湓诶馍系墓饩€（由左掃描振鏡2和右掃描振鏡4反射的光線）沿豎直方向折射出，并射向攝像機(jī)5。

所述的攝像機(jī)5的設(shè)置在等腰直角棱鏡3中心線的延長(zhǎng)線上，以保證攝像機(jī)5能夠精確的撲捉到由等腰直角棱角反射的光線，即撲捉到目標(biāo)物體的圖像；攝像機(jī)5的輸出端還與計(jì)算機(jī)的輸入端鏈接，當(dāng)攝像機(jī)5分別通過(guò)左掃描振鏡2和右掃描振鏡4撲捉到兩幅目標(biāo)物體的圖像時(shí)，計(jì)算機(jī)內(nèi)置的圖像對(duì)比軟件會(huì)判斷兩幅目標(biāo)物體的圖像是否匹配，若兩幅圖像不匹配，則計(jì)算機(jī)控制左掃描振鏡2和右掃描振鏡4同步旋轉(zhuǎn)，直至兩幅圖像匹配；計(jì)算通過(guò)內(nèi)置軟件對(duì)比圖像是否匹配屬于現(xiàn)有成熟技術(shù)，這里不再贅述。

本實(shí)用新型所述的利用單臺(tái)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)雙目定位的裝置還包括外殼1，外殼1的橫截面為三角形，三角形的角為弧形，以避免使用者由于碰到外殼1的尖角而對(duì)自身造成傷害，外殼1上表面設(shè)置有與外殼1相匹配的密封蓋，左掃描振鏡2和右掃描振鏡4對(duì)應(yīng)的外殼1側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有入光窗，保證目標(biāo)物體的反射光線能夠順利的照射到掃描振鏡上，外殼1下表面還設(shè)置有高度調(diào)節(jié)器，以根據(jù)不同的定位環(huán)境相應(yīng)的調(diào)整本實(shí)用新型的高度，方便實(shí)用。

在使用本實(shí)用新型所述的利用單臺(tái)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)雙目定位的裝置時(shí)，首先利用現(xiàn)有的輔助裝置（如激光器等）使目標(biāo)物體、等腰直角棱鏡3的中心線和攝像機(jī)5的中心線位于一條直線上，左掃描冷靜和右掃描振鏡4的初始狀態(tài)均為豎直狀態(tài)；然后打開(kāi)計(jì)算機(jī)和攝像機(jī)5的電源，計(jì)算機(jī)通過(guò)掃描振鏡控制系統(tǒng)控制左掃描振鏡2和右掃描振鏡4旋轉(zhuǎn)，左掃描振鏡2和右掃描振鏡4接收到目標(biāo)物體的反射光線之后，通過(guò)等腰直角棱鏡3將目標(biāo)物體的反射光線反射給攝像機(jī)5，攝像機(jī)5再將撲捉到的目標(biāo)物體圖像傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過(guò)內(nèi)置的圖像對(duì)比軟件判斷圖像是否匹配，若不匹配，則計(jì)算機(jī)繼續(xù)通過(guò)掃描振鏡控制系統(tǒng)控制掃描振鏡旋轉(zhuǎn)，直至圖像相互匹配；此時(shí)，如圖3所示：以右掃描振鏡4為例，實(shí)線l1為入射光線，虛線l2為法線，實(shí)線l3為反射光線，反射光線l3與等腰直角棱鏡3中線的交點(diǎn)設(shè)為定位參考點(diǎn)O點(diǎn)，目標(biāo)物體所處的位置設(shè)為P點(diǎn)，入射光線l1與反射光線l3的交點(diǎn)設(shè)為A點(diǎn)，P點(diǎn)與定位參考點(diǎn)O點(diǎn)之間的距離設(shè)為L(zhǎng)，左掃描振鏡2和右掃描振鏡4之間的距離設(shè)為h，為了更清楚的區(qū)分旋轉(zhuǎn)前后的右掃描振鏡4，旋轉(zhuǎn)前的右掃描振鏡4用4（1）表示，旋轉(zhuǎn)后的右掃描振鏡4用4（2）表示，右掃描振鏡4旋轉(zhuǎn)的角度用 QUOTE 表示；因?yàn)椤蟗+∠a=90°，∠c+∠a=90°，所以∠b=∠c= QUOTE ，所以入射光線l1與反射光線l3之間的夾角即∠OAP=2 QUOTE ，所以P點(diǎn)與定位參考點(diǎn)O點(diǎn)之間的距離L=0.5*h*tan2 QUOTE ，完成定位。

本實(shí)用新型所述的利用單臺(tái)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)雙目定位的裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，攜帶方便；本實(shí)用新型所述的利用單臺(tái)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)雙目定位的裝置，不需要建立新的參考坐標(biāo)系，只需利用計(jì)算機(jī)記錄的掃描振鏡旋轉(zhuǎn)角度和正切定理，即可計(jì)算出目標(biāo)物體與參考點(diǎn)之間的距離，大大簡(jiǎn)化了計(jì)算過(guò)程；同時(shí)，本實(shí)用新型所述的利用單臺(tái)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)雙目定位的裝置只需將兩個(gè)掃描振鏡固定，而不需如現(xiàn)有的雙目定位技術(shù)那樣計(jì)算兩部相機(jī)之間的相對(duì)距離，定位結(jié)果更加精確可靠。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。