测距模组、三维扫描系统以及测距方法_3

文档序号:9862684阅读:来源:国知局
件的带有弯角的一端固定到该测距模组的外壳,弯角可以等于图像传感器相对于连线0102的倾角。
[0047]示例2
[0048]第一图像传感器41和第二图像传感器42可以分别设置在两个印刷电路板上,每个印刷电路板可以倾斜设置,通过印刷电路板的倾斜设置实现图像传感器相对于连线0102的倾斜设置。
[0049]示例性地,设置有图像传感器的两个印刷电路板可以进一步设置在形成有两个斜坡的装载台上,该装载台设置在测距模组的外壳上。
[0050]例如,这两个斜坡可以关于光轴OA对称,且每个斜坡的坡角等于两个图像传感器相对于连线0102的倾角。当然,在误差允许的范围内,斜坡的坡角和图像传感器的倾角可以略有差别,这些都在本发明实施例的保护范围内。
[0051]示例性地,具有斜坡的装载台的截面可以为等腰三角形或等腰梯形,本发明的实施例对此不做限定。
[0052]另外,设置有第一图像传感器41和第二图像传感器42的两个印刷电路板可以设置在一个装载台,或,两个装载台上。这里,示例I中的装载台也可以适用于示例2,因此,这里对装载台的具体结构不做重复描述。
[0053]两个印刷电路板与装载台的固定方式,可以采用铆接、焊接、螺栓连接等,本发明的实施例对此不做任何限定,只要能够实现印刷电路板的固定连接即可。
[0054]以上仅是对第一摄像头和第二摄像头相对于连线0102的倾角相等的连接和固定方式进行了描述,但是本领域的技术人员容易想到,对于倾角不等的情况以上方式也同样适用,但是略有不同的是,例如对于装载台,在倾角不等的情况下,安装有图像传感器的面相对于连线0102的倾角与图像传感器的倾角对应,因此,安装有图像传感器的面相对于连线0102的倾角也彼此不同,其他连接和固定方式也类似,为了简洁这里不进行重复描述。
[0055]本领域的技术人员应该注意的是,在本发明的实施例中,可以采用分辨率为1280*720、水平和垂直视场角FOV(aJ)为F0V(75,60)、焦距为2.4mm的摄像头。
[0056]示例性地,本发明实施例中的第一图像传感器和所述第二图像传感器可以是相同类型或不同类型的图像传感器,所述图像传感器可以为CCD(Charge_coupled Device,电荷親合元件)图像传感器或(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)CMOS图像传感器等,或者二者可以为规格不同的CCD图像传感器、CMOS图像传感器等,本领域的技术人员可以针对实际情况而选择,本发明的实施例对此不做任何限定。
[0057]根据本发明实施例的测距模组,通过将两个图像传感器相对于这两个图像传感器的两个感光面的中心点的连线倾斜,能够扩大同一物体在两个图像传感器中每个所形成像点与该图像传感器的中心点之间的距离,由此,能够提升测距精度且扩大量程。而且,对根据本发明实施例的测距模组,在不改变现有的测距模组的尺寸的情况下,能够提高对远距离物体的测试精度,有利于实现测距模组以及容置该测距模组的三维扫描系统的小型化、超薄化,提高便携程度。进一步地,三维摄像头模组中的两个图像传感器具有完全相同的倾角,从而能够进一步提升远距离物体的测距精度,更有利于实现测距模组以及容置该测距模组的三维扫描系统的小型化、超薄化,更提高便携程度。
[0058]这里,需要注意的是,以上描述的是图像传感器倾斜设置的方案,进一步地,为了提升测距精度,也可以通过调整测距模组中的第一和第二反射镜的偏转角度而实现,例如,通过调整反射镜的偏转从而调整其反射的成像光在图像传感器上的投射位置和投射角度,使得物体在该图像传感器上所成的像点距图像传感器的感光面中心的距离增加,从而增加了测距精度。调整反射镜的方案可以单独使用,也可以和图像传感器倾斜设置的方案结合使用,只要能够增加物体在图像传感器的所成的像点距感光面的中心距离即可。本发明的实施例并不对此进行限定。
[0059]另外,本发明的实施例还提供一种测距方法,特别是利用上述任意测距模组的测距方法。根据本发明实施例的测距方法,包括:
[0060]步骤SI,利用所述测距模组的摄像头拍摄待测物体的影像;
[0061]步骤S2,根据所述待测物体在所述摄像头的第一图像传感器和第二图像传感器中所成的两个像确定所述待测物体到所述摄像头的垂直距离h,
[0062]其中该摄像头包括镜头,该镜头包括透镜组且具有光轴,所述摄像头还包括第一反射镜和第二反射镜,构造为反射来自所述镜头的成像光,所述第一图像传感器对应于所述第一反射镜且接收来自所述第一反射镜的成像光以成像,具有第一感光面,所述第一感光面具有第一中心点,所述第二图像传感器,对应于所述第二反射镜且接收来自所述第二反射镜的成像光以成像,具有第二感光面,所述第二感光面具有第二中心点,
[0063]其中所述第一中心点和所述第二中心点的连线垂直于所述镜头的光轴,所述第一感光面和所述第二感光面相对于所述第一中心点和所述第二中心点的连线倾斜,所述第一感光面相对于所述连线具有第一夹角,所述第二感光面相对于所述连线具有第二夹角,所述第一夹角和所述第二夹角至少之一不为零。
[0064]根据本发明实施例采用以上任意所述的测距模组的测距方法,通过将两个图像传感器相对于这两个感光面的中心点的连线倾斜设置,能够扩大同一物体在两个图像传感器中的每个中所形成的像点到感光面中心点的距离,由此,能够提升测距精度且提升量程。
[0065]另外,本发明的实施例还提供了一种三维扫描系统,包括以上本发明实施例任意所述的测距模组。
[0066]根据本发明实施例的三维扫描系统还包括:外壳,测距模组设置在外壳内部或外部。
[0067]例如,在测距模组设置在外壳内部的情况下,外壳中开设有摄像头孔,测距模组的镜头通过摄像头孔暴露到外部。
[0068]例如,在测距模组设置在外壳外部的情况下,该测距模组还包括壳体,其中容置测距模组的镜头、图像传感器和数字信号处理器等,该测距模组通过导线、USB接口、串行接口或并行接口连接到三维扫描系统的主控电路。例如,所述三维扫描系统还包括例如显示屏等输出设备。
[0069]示例性地,根据本发明实施例的三维扫描系统可以是平板电脑、智能手机、笔记本、台式机、导航仪等,当然根据本发明实施例的测距模组也可以应用于其他终端设备,本发明的实施例对此不做限定。
[0070]另外,应该注意的是,本发明的实施例中仅是以设置两个图像传感器的双目视差测距模组、三维扫描系统和采用两个图像传感器的测距方法为例进行的描述,但是本发明实施例的技术方案也同样适用于多个图像传感器构成的测距模组、三维扫描系统和采用多个图像传感器的测距方法,例如,其中部分图像传感器倾斜而其余图像传感器不倾斜,或者全部图像传感器均倾斜等,本发明的实施例并不对此进行限定。另外,应该注意的是,本发明实施例中的
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