一种单摄像头模拟双目视觉系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器视觉技术领域，特别是涉及一种单摄像头模拟双目视觉系统及方法。
【背景技术】
[0002]计算机视觉研究的目的是使计算机具有通过二维图像信息来认知三维环境信息的能力，这种能力不仅使机器能感知三维环境中物体的几何信息(如形状、位置、姿态运动等)，而且能进一步对它们进行描述、存储、识别与理解，计算机视觉己经发展起一套独立的计算理论与算法。
[0003]双目立体视觉是机器视觉的一种重要形式，它是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息的方法，如图1所示，图中分别以下标I和r标注左、右摄像机的相应参数。空间中一点A(X，Y，Z)在左、右摄像机的成像面C1和(；上的像点分别为B1Oi1, V1)和ajur，
Vr)。
[0004]目前的双目视觉系统多由左、右两台摄像机组成，同时为了便于后期图像处理，左、右两台摄像机的焦距及其它内部参数均要保持一致，从而导致产品成本高以及技术实现瓶颈。
[0005]鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种节约成本，降低技术难度，提高产品质量、精度和效率的单摄像头模拟双目视觉系统及方法。
[0007]本发明采用如下技术方案:
[0008]一种单摄像头模拟双目视觉系统，所述系统包括导轨、一个摄像装置以及所述摄像装置的驱动装置，所述驱动装置驱动摄像装置沿导轨运动，驱动装置还用于检测摄像装置在导轨上的当前位置；通过所述一个摄像装置在导轨上运动以获取不同位置的两幅图像。
[0009]进一步地，所述导轨为直线导轨。
[0010]进一步地，所述驱动装置为具有直线运行功能的驱动装置。
[0011]进一步地，所述摄像装置为摄像机、摄像头或者照相机。
[0012]本发明还提供了一种单摄像头模拟双目视觉方法，包括:
[0013]步骤S1:摄像装置在第一位置获取一幅图像；
[0014]步骤S2:驱动装置驱动摄像装置沿一导轨运动到第二位置，获取另一幅图像；
[0015]其中，所述驱动装置还用于检测摄像装置在导轨上的当前位置。
[0016]进一步地，所述导轨为直线导轨。
[0017]进一步地，所述驱动装置为具有直线运行功能的驱动装置。
[0018]进一步地，所述摄像装置为摄像机、摄像头或者照相机。
[0019]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0020]1、由一个摄像装置完成两个摄像装置的功能，节约了原材料成本；
[0021]2、现有技术中的双目视觉系统中，两台摄像机的特性参数必须保持一致，而采用一个摄像装置可忽略该技术难点，降低了技术难度；
[0022]3、两台摄像机很难保证特性参数完全一致，所以两幅图像的数据、畸变等信息会有偏差，后期图像处理难度增加；而采用一个摄像装置后，保证了其特性一致，进而使后期图像处理精度更准确，提高了产品质量、精度和工作效率。
【附图说明】
[0023]图1是双目视觉系统的工作原理图；
[0024]图2是本发明实施例的单摄像头模拟双目视觉系统的示意图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0026]此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0027]现有技术中，双目视觉系统需要两部摄像机，且摄像机参数要保持一致，其成本高、技术难度大。为了解决以上问题，本发明实施例利用单个摄像机在导轨上滑动来实现多目视觉系统，这样就实现了以单一摄像机在导轨上滑动代替双摄像机，从而减少了两个同型号摄像机之间参数的细微差别对测量精度的影响。
[0028]如图2所示，本发明实施例提供的单摄像头模拟双目视觉系统包括导轨10，一个摄像装置以及摄像装置的驱动装置(图中未示出)，摄像装置可以是摄像机、摄像头或者照相机，本实施例中摄像装直米用摄像机。图中A为被测物体，20为摄像机，Cl和C2为为摄像机20需要获取图像的两个位置，X为摄像机20沿导轨10的运动方向。驱动装置既驱动摄像机20沿导轨10运动，还可检测摄像机20在导轨10上的当前位置。本实施例通过一个摄像机20在导轨10上运动以摄取不同位置的两幅图像。
[0029]本实施例中，导轨10为直线导轨，驱动装置为具有直线运行功能的驱动装置，例如直线电机或者气缸，或者为由步进电机和能将步进电机的旋转运动转变成直线运动的装置组成的驱动装置，也即驱动装置只要是能够保证摄像机20直线运动，并能检测摄像机20的当前位置的设备均可。
[0030]该系统的工作原理是:摄像机20在Cl位置获取一幅图像，随后摄像机20沿导轨10运动到C2位置获取另一幅图像，这样就实现了以单一摄像机到导轨上滑动代替双摄像机，从而减少了两个同型号摄像机之间参数的细微差别对测量精度的影响。
[0031]本发明实施例还提供了一种单摄像头模拟双目视觉方法，包括如下步骤:
[0032]步骤S1:摄像装置在第一位置获取一幅图像；
[0033]步骤S2:驱动装置驱动摄像装置沿一导轨运动到第二位置，获取另一幅图像；
[0034]其中，驱动装置还用于检测摄像装置在导轨上的当前位置，导轨为直线导轨，摄像装置可以是摄像机、摄像头或者照相机，驱动装置为具有直线运行功能的驱动装置，例如直线电机或者气缸，或者为由步进电机和能将步进电机的旋转运动转变成直线运动的装置组成的驱动装置，也即驱动装置只要是能够保证摄像机直线运动，并能检测摄像机的当前位置的设备均可。
[0035]为了克服双目视觉系统的不足，本发明实施例采用单摄像头和导轨来模拟多目视觉系统。本发明实施例具有以下有益效果:
[0036]1、由一个摄像机完成两台摄像机的功能，节约了原材料成本；
[0037]2、现有技术中的双目视觉系统中，两台摄像机的特性参数必须保持一致，而采用一个摄像机可忽略该技术难点，降低了技术难度；
[0038]3、两台摄像机很难保证特性参数完全一致，所以两幅图像的数据、畸变等信息会有偏差，后期图像处理难度增加；而采用一个摄像机后，保证了其特性一致，进而使后期图像处理精度更准确，提高了产品质量、精度和工作效率。
[0039]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种单摄像头模拟双目视觉系统，其特征在于，所述系统包括导轨、一个摄像装置以及所述摄像装置的驱动装置，所述驱动装置驱动摄像装置沿导轨运动，驱动装置还用于检测摄像装置在导轨上的当前位置；通过所述一个摄像装置在导轨上运动以获取不同位置的两幅图像。
2.如权利要求1所述的单摄像头模拟双目视觉系统，其特征在于，所述导轨为直线导轨。
3.如权利要求2所述的单摄像头模拟双目视觉系统，其特征在于，所述驱动装置为具有直线运行功能的驱动装置。
4.如权利要求1-3任一项所述的单摄像头模拟双目视觉系统，其特征在于，所述摄像装置为摄像机、摄像头或者照相机。
5.一种单摄像头模拟双目视觉方法，其特征在于，包括: 步骤S1:摄像装置在第一位置获取一幅图像； 步骤S2:驱动装置驱动摄像装置沿一导轨运动到第二位置，获取另一幅图像； 其中，所述驱动装置还用于检测摄像装置在导轨上的当前位置。
6.如权利要求5所述的单摄像头模拟双目视觉方法，其特征在于，所述导轨为直线导轨。
7.如权利要求6所述的单摄像头模拟双目视觉方法，其特征在于，所述驱动装置为具有直线运行功能的驱动装置。
8.如权利要求5-7任一项所述的单摄像头模拟双目视觉方法，其特征在于，所述摄像装置为摄像机、摄像头或者照相机。
【专利摘要】本发明涉及机器视觉技术领域，提供了一种单摄像头模拟双目视觉系统及方法。其中，所述系统包括导轨、一个摄像装置以及所述摄像装置的驱动装置，所述驱动装置驱动摄像装置沿导轨运动，驱动装置还用于检测摄像装置在导轨上的当前位置；通过所述一个摄像装置在导轨上运动以获取不同位置的两幅图像。所述方法包括：步骤S1：摄像装置在第一位置获取一幅图像；步骤S2：驱动装置驱动摄像装置沿一导轨运动到第二位置，获取另一幅图像。本发明采用单摄像头和导轨模拟多目视觉系统，只需一个摄像装置完成两个摄像装置的功能，节约了成本，并能保证摄像装置参数的完全一致，降低了技术难度，提高了产品质量、精度和工作效率。
【IPC分类】G06T7-00
【公开号】CN104637048
【申请号】CN201310574052
【发明人】曲道奎, 徐方, 刘世昌, 杨奇峰, 邹风山, 褚明杰
【申请人】沈阳新松机器人自动化股份有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月13日