专利名称：一种单摄像头测距系统及其测距方法
技术领域：
本发明涉及-
距方法。
-种测距系统和测距方法，特别是关于一种单摄像头测距系统及其测
背景技术：
立体视觉传感器在工业检测、物体识别、机器人自导引及军事等很多领域有广泛的应用，尤其是双目视觉传感器。目前，常用的双目机器视觉系统基本上是采用两个视轴平行或固定角度的摄像机来完成图像的采集。这种方式具有结构简单、测量速度快、测量和匹配的精度高等优点。但是这种系统在进行测量之前，需要对摄像机进行严格的参数标定。如图 1、图 2 所示，由 Gary Bradski,Adrian Kaehler 编著的〈〈Learning 0 penCV)) 中所指出的现有双摄像头测距系统其中两个摄像头在数学上完全平行放置，其主要参数为=O1是左摄像头，Or是右摄像头，P为目标点，f为焦距，d为视差，Tx为摄像头水平方向间距(mm)，Cx为左侧采用图像中P点的X轴像素坐标，Cy左侧采用图像中P点的Y轴像素坐标，C' x为右侧采用图像中P点的X轴像素坐标，C' y为右侧采用图像中P点的Y轴像素坐标，Z为目标点P距摄像头的距离，图像左上角为坐标原点(如图2所示)。利用相似三角形原理进行坐标计算，其表达式如Q矩阵所示
权利要求
1.一种单摄像头测距系统，其特征在于它包括一控制器、一舵机、一拨动连杆、一直线轨道、一摄像头底座和一摄像头；所述摄像头完成场景成像，将成像信息转为图像数据并传输至所述控制器；所述摄像头安装在所述摄像头底座上，所述摄像头底座与所述直线轨道配合连接，所述摄像头底座上设置有一圆轴；所述拨动连杆一端设置有长方形槽，所述长方形槽套设在所述摄像头底座的圆轴上；所述拨动连杆的另一端固定在所述舵机的转动轴上；所述舵机实现平移所述摄像头的位置；所述控制器完成对所述摄像头图像数据信息的采集和存储，控制所述舵机带动所述拨动连杆在所述直线轨道内移动，实现带动所述摄像头移动；所述控制器与一通信接口进行信息交互，所述通信接口完成电平转换，所述控制器通过所述通信接口连接外部通信电路。
2.如权利要求1所述的一种单摄像头测距系统，其特征在于所述拨动连杆一端的长方形槽的宽度大于所述摄像头底座上的圆轴直径。
3.如权利要求1或2所述的一种单摄像头测距系统，其特征在于所述控制器采用由可编程器件和存储器构成，所述可编程器件与所述存储器进行信息交互。
4.如权利要求3所述的一种单摄像头测距系统，其特征在于所述可编程器件采用 xilinx Spartant 3E 500 系列的 XC3S500E-4PQG208C。
5.如权利要求3所述的一种单摄像头测距系统，其特征在于所述存储器采用 IS61WV51216。
6.如权利要求1或2所述的一种单摄像头测距系统，其特征在于所述控制器采用单片机。
7.如权利要求6所述的一种单摄像头测距系统，其特征在于所述单片机采用 Freescale MC9S12XSU8 型号的单片机。
8.一种实现如权利要求1 7任意一项所述系统的单摄像头测距方法，其包括如下步骤(1)初始化所述单摄像头测距系统；(2)由控制器输出控制信号，控制舵机运行，使摄像头移动至被测目标起始点后，进行图像采集；(3)摄像头将采集到的图像数信息发送至控制器内进行处理，确定目标点，并保存目标点坐标；(4)舵机在控制器的控制下再次运行，使摄像头移动至被测目标终点后，摄像头再次进行图像采集，并将图像信息发送至控制器内；(5)控制器对所述步骤⑷中的图像信息处理后，去除干扰信息，确认目标点，并获取该目标点坐标；(6)由所述步骤C3)和所述步骤( 两次获得的目标点坐标值，得到目标位置距离数据，由控制器经通信接口将目标位置距离数据输出结果。
全文摘要
本发明涉及一种单摄像头测距系统及其测距方法，它包括摄像头，摄像头将场景成像信息转为图像数据并传输至控制器；摄像头安装在摄像头底座上，摄像头底座与直线轨道配合连接，摄像头底座上设置有一圆轴；拨动连杆一端设置有长方形槽，长方形槽套设在摄像头底座的圆轴上；拨动连杆的另一端固定在舵机的转动轴上；舵机实现平移摄像头的位置；控制器完成对摄像头图像数据信息的采集和存储，控制舵机带动拨动连杆在直线轨道内移动，实现带动摄像头移动；控制器与一通信接口进行信息交互，通信接口完成电平转换，控制器通过通信接口连接外部通信电路。本发明能通过单个可移动式摄像头就能实现原来两个摄像头所达到的测距效果，可以广泛应用于测距系统中。
文档编号G01C3/00GK102353352SQ20111021672
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者周磊, 许立群, 陈婷婷 申请人:北京联合大学