专利名称：具有双立体相机的测距设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及测距设备，更具体地涉及具有双立体相机的测距设备，其通过将两个 立体相机获得的参照物的深度图进行匹配，从而可提取更精确的距离信息，其中该两个立 体相机分别具有设置在一个板上的两个图像传感器。
背景技术：
随着信息通信技术的发展，已经高速处理字符、声音和图像的数字终端来提供可 支持二维图像和声音的多媒体服务，并且已经积极地实施了有关提供三维真实多媒体服务 的三维信息通信服务的研究。通常，通过双眼的立体视觉原理获得具有三维效应的三维图像。三维效应的重要 因素是双眼的视差，即，双眼之间的距离(约65mm)引起的双眼视差。因此，人通过左眼和 右眼看到不同的二维图像，两个图像通过视网膜传至大脑，大脑将两个图相结合从而产生 三维图像的原有深度和实际效应，通常被称为立体空间图形。近来，已经实施了关于立体视觉系统的研究，该系统能够检测系统与位于系统前 方的物体的距离。这样的视觉系统使用两个通过提前转化将三维空间映射入二维空间中的 立体相机，并根据立体相机的几何排布恢复三维信息。根据如上所述的用于实现距离信息的现有方法，用两个相机(两个相机之间的距 离为约IOcm至20cm)获得左侧图像数据和右侧图像数据。对左侧图像数据和右侧图像数 据进行外形检波过程，并找到左侧数据和右侧数据之间的匹配点，从而获得距离信息。然而，上述方法需要复杂的计算来通过比较两个图像而查找相同的点。在大多情 况下，提取图像的边缘，角等被认为是相同点，并得到深度信息。由于这样的图像处理和相 同点确定等很复杂，并且不利于精确测距，因此会得不到准确的距离且需要对很多处理来 纠正该缺陷。近来，已经实施了有关圆片级立体相机(相机间的距离约Icm至2cm)的研究，圆 片级立体相机对通过设置在一个板上的左传感器和右传感器获得的图像进行处理，从而在 短距上提取三维信息。然而，在圆片级立体相机的情况下，由于两个图像传感器设置在一个圆片上，因此 两个图像传感器中心之间的距离必然变短，从而不能准确地分析物体距离相机的距离信 肩、ο
发明内容
因此，本发明致力于解决上述现有技术中出现的问题，并且本发明的目的在于提 供一种具有双立体相机的测距设备，其能够通过将来自一个圆片级立体相机的具有低准确 度的距离信息与来自和该圆片级立体相机相对的另一个圆片级立体相机的具有低准确度 的距离信息比较，来提高距离信息的准确度。为了达到上述目的，根据本发明的一个方案，提供一种具有双立体相机的测距设备，包括第一立体相机，包括设置在一个板上的左CMOS图像传感器和右CMOS图像传感器， 检测参照物的视差以提取距离信息，所述左CMOS图像传感器与所述右图像传感器分隔预 定的间隔；第二立体相机，与所述第一立体相机分隔预定的距离，包括设置在一个板上的左 CMOS图像传感器和右CMOS图像传感器，检测参照物的视差以提取距离信息，所述左CMOS图 像传感器与所述右图像传感器分隔预定的间隔；以及深度图匹配单元，通过将所述第一立 体相机获得的参照物距离信息与所述第二立体相机获得的参照物距离信息进行比较来提 取参照物的距离信息。所述根据本发明的具有双立体相机的测距设备可通过利用两个圆片级立体相机 来提高距离信息的准确度，而不需为相机校正而进行校准。而且，由于圆片级立体相机具有分隔的空间轴，所以两个圆片级立体相机的图像 传感器之间的距离可以调节，并且可执行图像传感器之间的倾斜函数，从而能够便于距离测量。
通过下述结合附图的详细描述，本发明的目的、其他特征以及优点将更加清晰。其 中图1是示出根据本发明实施方式具有双立体相机的测距设备的构造的示意图；图2是一示例的示意图，该示例中利用根据本发明具有双立体相机的测距设备提 取准确距离信息；以及图3A和图3B是另一示例的示意图，在该示例中利用本发明具有双立体相机的测 距设备提取准确的距离信息。
具体实施例方式下面将更详细地描述本发明的优选实施方式，其示例在附图中图示。图1是示出根据本发明实施方式具有双立体相机的测距设备的构造的示意图参照图1，根据本发明使用双立体相机的测距设备100包括第一立体相机110、第 二立体相机120和深度图匹配单元130。第一立体相机110包括左透镜111、右透镜112、左图像传感器113、右图像传感器 115和信号处理部件114。左透镜111和右透镜112接收来自相同平面上的点光源的光。左图像传感器113和右图像传感器115分别设置在左透镜111和右透镜112的下 方，并且在一个板上彼此分隔预定的间隔。信号处理部件114设置在左图像传感器113和右图像传感器115之间，以接收左 图像传感器113和右图像传感器115获得的图像，从而提取点光源的距离信息。由于第二立体相机120与第一立体相机110分隔预定的距离，并具有与第一立体 相机Iio相同的构造，因此省略对第二立体相机120的详细描述。深度图匹配单元130将第一立体相机110获得的参照物距离信息与第二立体相机 120获得的参照物距离信息进行比较，从而提取参照物的准确信息。与相关领域(相关领域中现有的利用立体相机的测距设备将左图像与右图像进行比较)相比，本发明的测距设备将第一立体相机获得的深度图与第二立体相机获得的深 度图进行比较。图2是一示例的示意图，该示例中利用根据本发明的具有双立体相机的测距设备 提取准确距离信息如图2所示，第一圆片级立体相机210通过双眼视差获得参照物的深度图230，其 中第一圆片级立体相机210具有在一个板上的两个图像传感器。立体相机获得的距离信息 的准确度是两个图像传感器之间距离的函数，并且一般而言，当两个图像传感器之间的距 离短时，距离分辨力下降。因为圆片级立体相机之间的间距(约Icm至2cm)小于普通立体 相机之间的间距(约IOcm至15cm)，因此圆片级立体相机获得的深度图230的距离准确度 会产生较大的误差。而且，第二圆片级立体相机220通过双眼视差获得参照物的深度图240，其中第二 圆片级立体相机220具有在一个板上的两个图像传感器。然后，利用深度图匹配单元将第一立体相机210获得的深度图230和第二立体相 机220获得的深度图240进行比较，从而能够获得更准确的深度图250。S卩，根据本发明具有双立体相机的测距设备的特征在于，将来自一个圆片级立体 相机的具有低准确度的距离信息与来自和该圆片级立体相机相对的另一个圆片级立体相 机的具有低准确度的距离信息进行比较，并互相进行深度图匹配，从而改进距离信息的准 确度。在现有的立体相机的情况下，当一个相机的位置改变时，立体相机需要进行校准。 然而，由于根据本发明的具有双立体相机的测距设备的第一立体相机和第二立体相机分别 包括设置在一个板上的两个图像传感器，因此不需要为了相机校正而进行的单独校准。图3A和图3B是另一示例的示意图，在该示例中利用本发明的具有双立体相机的 测距设备提取准确的距离信息。如图3A和3B所示，第一立体相机210获得的距离信息和第二立体相机220获得 的距离信息发生误差，但是通过对两个距离信息进行匹配最终可获得具有高距离分辨能力 的深度图。而且，由于第一立体相机210和第二立体相机220具有相对于设置有两个传感器 的平面轴(X和Y轴)独立的空间轴(Z轴)，所以可根据待测物体的位置来调整两个相机之 间的距离S和倾角，从而提取精确的距离信息。当根据本发明的具有双立体相机的测距设备用于车辆时，第一立体相机210和第 二立体相机220之间的距离可在IOcm或更小的范围内调节。当根据本发明的具有双立体 相机的测距设备用于测量时，第一立体相机210和第二立体相机220之间的距离可在15cm 或更大的范围内调节。从而，能够获得长距上的信息。虽然为说明的目的描述了本发明的优选实施方式，但是对于本领域技术人员而 言，在不脱离所附权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，可对本发明进行修改、 附加或替换。
权利要求
一种具有双立体相机的测距设备，包括第一立体相机，包括设置在一个板上的左CMOS图像传感器和右CMOS图像传感器，所述第一立体相机检测参照物的视差以提取距离信息，所述左CMOS图像传感器与所述右图像传感器分隔预定的间隔；第二立体相机，与所述第一立体相机分隔预定的距离，包括设置在一个板上的左CMOS图像传感器和右CMOS图像传感器，所述第二立体相机检测所述参照物的视差以提取距离信息，所述左CMOS图像传感器与所述右图像传感器分隔预定的间隔；以及深度图匹配单元，通过将所述第一立体相机获得的所述参照物的距离信息与所述第二立体相机获得的所述参照物的距离信息进行比较来提取参照物的距离信息。
2.如权利要求1所述的具有双立体相机的测距设备，其中，所述第一立体相机和第二 立体相机中的每一个都包括左透镜和右透镜，接收来自同一平面上点光源的光；左CMOS图像传感器和右CMOS图像传感器，在一个板上以预定间隔设置并分别与所述 左透镜和所述右透镜垂直分隔预定的距离；以及信号处理部件，设置在左CMOS图像传感器和右CMOS图像传感器之间，接收两个CMOS 图像传感器获得的图像以提取所述点光源的三维信息。
3.如权利要求2所述的具有双立体相机的测距设备，其中，所述深度匹配单元通过将 来自所述第一立体相机获得的所述参照物的距离信息的深度图与来自所述第二立体相机 获得的所述参照物的距离信息的深度图进行比较，来提取所述参照物的距离信息。
4.如权利要求3所述的具有双立体相机的测距设备，其中，所述第一立体相机和第二 立体相机之间的距离是可变的。
5.如权利要求3所述的具有双立体相机的测距设备，其中，所述第一立体相机和第二 立体相机根据待测试的参照物的位置转动。
全文摘要
一种具有双立体相机的测距设备，包括第一立体相机，包括设置在一个板上的左CMOS图像传感器和右CMOS图像传感器，检测参照物的视差以提取距离信息，所述左CMOS图像传感器与所述右图像传感器分隔预定的间隔；第二立体相机，与所述第一立体相机分隔预定的距离，包括设置在一个板上的左CMOS图像传感器和右CMOS图像传感器，检测参照物的视差以提取距离信息，所述左CMOS图像传感器与所述右图像传感器分隔预定的间隔；以及深度图匹配单元，通过将所述第一立体相机获得的参照物的距离信息与所述第二立体相机获得的参照物的距离信息进行比较来提取参照物的距离信息。
文档编号G01B11/02GK101929844SQ201010211458
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月23日 优先权日2009年6月25日
发明者李炳洙 申请人:(株)赛丽康