一種雙鏡頭單傳感器的立體視覺攝像機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)器視覺領(lǐng)域，尤其涉及一種雙鏡頭單傳感器立體視覺攝像機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器視覺技術(shù)按照采用的攝像機(jī)個數(shù)可以分為單目視覺技術(shù)、雙目視覺技術(shù)與多目視覺技術(shù)。美國麻省理工學(xué)院在20世紀(jì)80年代提出的基于視差的三維信息提取理論，奠定了雙目視覺發(fā)展的理論基礎(chǔ)。它是基于視差原理，并利用成像設(shè)備從不同的位置獲取被測物體的兩幅圖像，通過計算圖像對應(yīng)點(diǎn)間的位置偏差，來獲取物體三維幾何信息的方法。相比多目立體視覺，雙目立體視覺技術(shù)捕獲信息的方式更加簡單，實(shí)際應(yīng)用更加方便，而且與人眼相似，符合人們的認(rèn)知和學(xué)習(xí)習(xí)慣，有利于人們的使用和研究，業(yè)已成為立體視覺領(lǐng)域重要的研究對象。
[0003]目前，基于視差理論的雙目立體視覺系統(tǒng)一般利用兩個攝像機(jī)采集二維平面信息，提取外界目標(biāo)或環(huán)境的三維坐標(biāo)信息。其拍攝的視頻內(nèi)容包含兩個角度的視頻，在顯示時通過3D呈像設(shè)備分別送到觀看者的兩個眼睛中，觀看者即可產(chǎn)生親臨現(xiàn)場的立體視覺。
[0004]傳統(tǒng)的雙目立體視覺系統(tǒng)一般利用兩個攝像機(jī)采集信息，這樣組成的雙目立體視覺系統(tǒng)體積大、測量效率低、最不方便的還是圖像采集需人為同步，難度較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服【背景技術(shù)】中雙目立體視覺系統(tǒng)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種雙鏡頭單傳感器立體視覺攝像機(jī)，此攝像機(jī)具有雙鏡頭單CMOS圖像傳感器，降低了雙目視覺系統(tǒng)的攝像機(jī)使用成本;兩個鏡頭平行放置，可以輕松組成平行光軸的雙目立體視覺系統(tǒng)，解決了雙目視覺系統(tǒng)的體積大的缺點(diǎn)，通過硬件來解決采集同步的問題，使測量效率得到了提
尚O
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:一種雙鏡頭單傳感器立體視覺攝像機(jī)，包括殼體;所述殼體的前端固定連接有第一鏡頭和第二鏡頭;所述第一鏡頭和第二鏡頭后裝有濾光片，用于過濾掉非目標(biāo)光線;殼體的內(nèi)部設(shè)有光線采集模塊、核心圖像處理板、第一圖像數(shù)據(jù)傳輸通訊板和第二圖像數(shù)據(jù)傳輸通訊板;所述光線采集模塊固定在殼體內(nèi)部的前端，光線采集模塊與核心圖像處理板之間通過第一板對板連接器連接;所述第一圖像數(shù)據(jù)傳輸通訊板通過第二板對板連接器與核心圖像處理板相連，第二圖像數(shù)據(jù)傳輸通訊板通過第三板對板連接器與核心圖像處理板相連；
[0007]所述光線采集模塊內(nèi)嵌有第一全反射棱鏡、第二全反射棱鏡、第三全反射棱鏡、第四全反射棱鏡、隔光板和CMOS圖像傳感器;其中，所述第一全反射棱鏡設(shè)置在第一鏡頭后方，第三反射棱鏡的反射面與第一反射棱鏡的反射面相對平行放置;第二全反射棱鏡放在第二鏡頭后方，第四反射棱鏡的反射面與第二反射棱鏡的反射面相對平行放置;隔光板放置在第三全反射棱鏡和第四全反射棱鏡之間，用于將兩側(cè)的光線隔開;CMOS圖像傳感器放置在光線采集模塊的正后方，隔光板將CMOS圖像傳感器分隔成兩部分，上部分用于采集第三全反射棱鏡反射過來的光線，下部分用于采集第四全反射棱鏡反射過來的光線；
[0008]所述核心圖像處理板上焊接有SDRAM芯片、FPGA芯片和固態(tài)硬盤;所述SDRAM芯片與FPGA芯片相連，它用來緩存圖像數(shù)據(jù)，由FPGA芯片內(nèi)部的邏輯進(jìn)行控制；固態(tài)硬盤與FPGA芯片相連接，用于存儲FPGA芯片處理后的圖像數(shù)據(jù);光線采集模塊將采集到的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)第一板對板連接器傳輸至FPGA芯片內(nèi)部;第一圖像數(shù)據(jù)傳輸通訊板上焊接有第一 USB芯片，第二圖像數(shù)據(jù)傳輸通訊板上焊接有第二 USB芯片；第一 USB芯片和第二 USB芯片均與FPGA芯片連接，以便FPGA芯片將處理后的圖像數(shù)據(jù)傳輸至第一 USB芯片和第二 USB芯片;所述第一圖像數(shù)據(jù)傳輸通訊板后連接有第一USB接口，第一USB接口與第一USB芯片相連，第一USB接口用于將圖像數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)，同時上位機(jī)經(jīng)過第一USB接口向攝像機(jī)發(fā)送通訊命令;所述第二圖像數(shù)據(jù)傳輸通訊板后連接有第二USB接口，第二USB接口與第二USB芯片相連，第二USB接口用于將圖像數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)，同時上位機(jī)經(jīng)過第二USB接口向攝像機(jī)發(fā)送通訊命令。
[0009]進(jìn)一步的，所述第一鏡頭和第二鏡頭與殼體的均通過CS鏡頭接口連接，以保證鏡頭方便的可換性。
[0010]進(jìn)一步的，所述第一全反射棱鏡的反射面與第一鏡頭的軸線成45°角;所述第二全反射棱鏡和第二鏡頭的軸線成45°角；第三全反射棱鏡的反射面與CMOS圖像傳感器成45°角;所述第四全反射棱鏡與CMOS圖像傳感器成45°角，以保證最后光線與鏡頭平行的方向傳至CMOS圖像傳感器。
[0011]進(jìn)一步的，所述第一板對板連接器、第二板對板連接器和第三板對板連接器均為40針廣瀨板。
[0012]本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比，具有的有益效果是:本發(fā)明的雙鏡頭單傳感器立體視覺攝像機(jī)，具有兩個鏡頭，卻只有一個CMOS圖像傳感器，成功地使單個攝像機(jī)可以同時采集兩幅不同的畫面，可組成平行光軸雙目立體視覺系統(tǒng)，單個此攝像機(jī)即可滿足雙目視覺系統(tǒng)的攝像機(jī)需求，降低了傳統(tǒng)雙目立體視覺系統(tǒng)的成本，解決了傳統(tǒng)雙目立體視覺系統(tǒng)體積大的缺點(diǎn);通過嵌入式芯片，還進(jìn)行了簡單的圖像分割處理，還依靠此嵌入式系統(tǒng)解決了雙目視覺系統(tǒng)的同步采集問題，使測量效率得到了提高。
【附圖說明】
[0013]圖1為雙鏡頭單傳感器立體視覺攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為雙鏡頭單傳感器立體視覺攝像機(jī)圖像處理的流程圖；
[0015]圖中:101、第一鏡頭，102、第二鏡頭，2、光線采集模塊，201、第一全反射棱鏡，202、第二全反射棱鏡，203、第三全反射棱鏡，204、第四全反射棱鏡，21、隔光板，22、CM0S圖像傳感器，23、濾光片，3、核心圖像處理板，30、SDRAM芯片，31、FPGA芯片，32、固態(tài)硬盤，401、第一板對板連接器，402、第二板對板連接器，403、第三板對板連接器，5、殼體，601、第一圖像數(shù)據(jù)傳輸通訊板，602、第二圖像數(shù)據(jù)傳輸通訊板，603、第一USB芯片，604、第二USB芯片，701、第一USB接口，702、第二USB接口。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明的一種雙鏡頭單傳感器立體視覺攝像機(jī)，它包括殼體5;所述殼體5的前端固定連接有第一鏡頭101和第二鏡頭102;所述第一鏡頭101和第二鏡頭102后裝有濾光片23，用于過濾掉非目標(biāo)光線;殼體5的內(nèi)部設(shè)有光線采集模塊2、核心圖像處理板3、第一圖像數(shù)據(jù)傳輸通訊板601和第二圖像數(shù)據(jù)傳輸通訊板602;所述光線采集模塊2固定在殼體5內(nèi)部的前端，光線采集模塊2與核心圖像處理板3之間通過第一板對板連接器401連接;所述第一圖像數(shù)據(jù)傳輸通訊板601通過第二板對板連接器402與核心圖像處理板3相連，第二圖像數(shù)據(jù)傳輸通訊板602通過第三板對板連接器403與核心圖像處理板3相連；
[0018]所述光線采集模塊2內(nèi)嵌有第一全反射棱鏡201、第二全反射棱鏡202、第三全反射棱鏡203、第四全反射棱鏡204、隔光板21和CMOS圖像傳感器22;其中，所述第一全反射棱鏡201設(shè)置在第一鏡頭101后方，第三反射棱鏡203的反射面與第一反射棱鏡201的反射面相對平行放置;第二全反射棱鏡202放在第二鏡頭102后方，第四反射棱鏡204的反射面與第二反射棱鏡202的反射面相對平行放置;隔光板21放置在第三全反射棱鏡203和第四全反射棱鏡204之間，用于將兩側(cè)的光線隔開;CMOS圖像傳感器22放置在光線采集模塊2的正后方，隔光板21將CMOS圖像傳感器22分隔成兩部分，上部分用于采集第三全反射棱鏡203反射過來的光線，下部分用于采集第四全反射棱鏡204反射過來的光線；
[0019]所述核心圖像處理板3上焊接有SDRAM芯片30、FPGA芯片31和固態(tài)硬盤32;所述SDRAM芯片30與FPGA芯片31相連，它用來緩存圖像數(shù)據(jù)，由FPGA芯片31內(nèi)部的邏輯進(jìn)行控制；固態(tài)硬盤32與FPGA芯片31相連接，用于存儲FPGA芯片31處理后的圖像數(shù)據(jù);光線采集模塊2將采集到的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)第一板對板連接器401傳輸至FPGA芯片31內(nèi)部;第一圖像數(shù)據(jù)傳輸通訊板601上焊接有第一 USB芯片603，第二圖像數(shù)據(jù)傳輸通訊板602上焊接有第二 USB芯片604;第一 USB芯片603和第二 USB芯片604均與FPGA芯片31連接，以便FPGA芯片31將處理后的圖像數(shù)據(jù)傳輸至第一 USB芯片603和第二 USB芯片604;所述第一圖像數(shù)據(jù)傳輸通訊板601后連接有第一 USB接口 701，第一 USB接口 701與第一 USB芯片603相連，第一 USB接口 701用于將圖像數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)，同時上位機(jī)經(jīng)過第一USB接口 701向攝像機(jī)發(fā)送