[发明专利]双目视觉三维测量的方法及传感器

说明书

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域，特别涉及双目视觉三维测量的方法及传感器。

背景技术

计算机视觉领域的研究方向之一，就是从摄像机拍摄的二维的图像信息中获取感兴趣的目标或环境的三维信息。通过运行双目视觉三维测量算法对二维图像进行三维测量，可从二维图像中获取目标或环境的三维信息。利用双目视觉三维测量算法获取三维信息已广泛应用于安全监控、交通监控、虚拟现实、机器人自主导航等领域。其中，目前都是通过PC机或工控器来运行双目视觉三维测量算法，对摄像机拍摄的二维图像进行三维测量，获得目标或环境的三维信息。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

PC机需要操作系统支持，因此，在运行双目视觉三维测量算法时，操作系统需要占用一定量的资源，使得三维测量的速度难于满足需求，另外，PC机或工控机又具有体积大、功耗大，价格相对较贵的缺点。

发明内容

为了能够提高三维测量的速度以及避免采用PC机和工控机运行双目视觉三维测量算法带来的体积大、功耗大和价格贵的缺点，本发明实施例提供了一种双目视觉三维测量的方法及传感器。所述技术方案如下：

一种双目视觉三维测量的传感器，所述传感器包括：

双目摄像机和控制电路板，所述双目摄像机包括左右两摄像机，在所述控制电路板中嵌入包括两路模数转换单元、现场可编程逻辑门阵列单元、数字信号处理单元和存储单元，所述两路模数转换单元中的任一路与左摄像机相连，另一路与右摄像机相连，所述现场可编程逻辑门阵列单元分别与所述两路模数转换单元和所述数字信号处理单元相连，所述数字信号处理单元与所述存储单元相连；

所述左右摄像机，用于对同一物体同时进行采集，得到各自采集的模拟图像信号；

所述两路模数转换单元，用于从所述左右摄像机获取所述模拟图像信号，并将所述模拟图像信号转换成两幅数字图像；

所述现场可编程逻辑门阵列单元，用于从所述两路模数转换单元获取所述两幅数字图像，并对所述两幅数字图像进行滤波，将滤波的两幅数字图像传输给所述数字信号处理单元；

所述存储单元包括非运行时程序和数据闪存空间FLASH、运行时程序和数据随机访问内存间RAM；

所述FLASH，用于存储双目视觉三维测量算法和双目标定程序；

所述RAM，用于存储所述数字信号处理单元从所述FLASH复制出来的程序，及所述程序在运行时生成的数据；

所述数字信号处理单元，用于从所述FLASH中获取所述双目标定程序，并通过运行所述双目标定程序对所述双目摄像机进行标定，得到所述双目摄像机在世界坐标系下的左摄像机矩阵和所述右摄像机矩阵，从所述现场可编程门阵列单元获取已滤波的两幅数字图像，并从所述存储单元获取双目视觉三维测量算法，根据左摄像机矩阵和右摄像机矩阵，通过运行所述双目视觉三维测量算法对所述两幅图像中的目标进行三维测量。

所述传感器还包括：数字输入/输出单元，与所述数字信号处理单元相连，用于输入外部的开关量。

所述传感器还包括：

网络通信单元，与所述数字信号处理单元相连，用于实现所述数字信号处理单元与外网通信。

所述传感器还包括：

显示单元，与所述数字信号处理单元相连，用于显示三维测量的结果。

所述传感器还包括：

串行通信单元，与所述数字信号处理单元相连，用于实现所述数字信号处理单元与上位机进行通信。

一种双目视觉三维测量的方法，所述方法包括：

左摄像机和右摄像机分别在同一时刻进行图像采集，得到模拟图像信息；

两路模拟转换单元将所述模拟图像信号转换成数字图像；

现场可编程逻辑门阵列单元分别将所述数字图像分割成方块，对所述方块进行滤波，过滤掉方块中的部分噪音，再将所述滤波后的方块组成两幅滤波后的数字图像；

数字信号处理单元根据左摄像机矩阵和右摄像机矩阵，运行双目视觉三维测量算法对所述滤波后的数字图像中的目标进行三维测量。

所述数字信号处理单元根据左摄像机矩阵和右摄像机矩阵，运行双目视觉三维测量算法对所述滤波后的数字图像中的目标进行三维测量之前，还包括：

所述数字信号处理单元运行标定程序对所述左摄像机和所述右摄像机进行双目标定，得到所述左摄像机矩阵和所述右摄像机矩阵。