[实用新型]一种基于双目与双激光测距模块的3D传感器系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种3D传感器技术，特别涉及一种基于双目与双激光测距模块的3D传感器系统。

背景技术

最近几年，智能机器取得了很大的发展。例如可自主导航的汽车、可自主行动的机器人以及能够智能避障的机器人等等。这些机器设备都离不开3D传感器系统。3D传感器对于智能机械设备就像眼睛对于人类。因此高精度的3D传感器具有广阔的应用市场。

而在实际设计中，基于双目的3D传感器技术较为成熟，但误差较大。如果单纯依靠提高摄像头的精度来减小误差，其经济成本就提高了很多，同样若采用激光雷达等技术，也受限于成本因素。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于双目与双激光测距模块的3D传感器系统，并通过成本较低的激光测距模块获得的高精度测距数据，修正深度信息和点与点之间的相对位置信息从而实现降低误差的效果。

实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于双目与双激光测距模块的3D传感器系统，包括双目左摄像头、双目右摄像头、左侧激光测距模块、右侧激光测距模块和信息处理单元，所述双目左摄像头和左侧激光测距模块分布于信息处理单元左侧且与信息处理单元信号连接，所述双目右摄像头和右侧激光测距模块分布于信息处理单元右侧且与信息处理单元信号连接。

作为改进，所述双目左摄像头和双目右摄像头的控制电路引脚相连且与信息处理单元的控制管脚连接。

作为改进，所述左侧激光测距模块、右侧激光测距模块的控制电路引脚相连且与信息处理单元的控制管脚连接。

实用新型的有益效果是，实用新型的信息处理单元包括数据采集模块和数据处理模块。数据采集模块核心芯片为Xilinx公司的spartan-3系列FPGA芯片，数据处理模块采用NVIDIA公司TK1处理器。FPGA使用同样的引脚控制两个摄像头，使用同样的引脚控制激光测距模块。TK1运行Linux操作系统，因在系统中使用廉价而精度较高的双激光测距模块，因此可以修正双目设备获得的3D数据，在没有增加多少成本的情况下，提高数据精度。

附图说明

下面结合附图和实施例对实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的基于双目与双激光测距模块的3D传感器系统的结构示意图。

图中1、双目左摄像头，2、双目右摄像头，3、左侧激光测距模块；4、右侧激光测距模块；5、信息处理单元。

具体实施方式

现在结合附图对实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明实用新型的基本结构，因此其仅显示与实用新型有关的构成。

一种基于双目与双激光测距模块的3D传感器系统，包括双目左摄像头1、双目右摄像头2、左侧激光测距模块3、右侧激光测距模块4和信息处理单元5，所述双目左摄像头1和左侧激光测距模块3分布于信息处理单元5左侧且与信息处理单元5信号连接，所述双目右摄像头2和右侧激光测距模块4分布于信息处理单元5右侧且与信息处理单元5信号连接。

所述双目左摄像头1和双目右摄像头2的控制电路引脚相连且与信息处理单元5的控制管脚连接。

所述左侧激光测距模块3、右侧激光测距模块4的控制电路引脚相连且与信息处理单元5的控制管脚连接。

在具体实施时，双目左摄像头1和双目右摄像头2均采用含OV7670芯片的摄像头，含有芯片的双目左摄像头1和双目右摄像头2共同构成双目模块。左侧激光测距模块3、右侧激光测距模块4可以选择市面上的专有模块也可以自行设置相关电路。在本实施例中，选择的是市面上常见的激光测距模块。

信息处理单元包括数据采集模块和数据处理模块。数据采集模块核心芯片为Xilinx公司的spartan-3系列FPGA芯片，数据处理模块采用NVIDIA公司TK1处理器。FPGA使用同样的引脚控制两个摄像头，使用同样的引脚控制激光测距模块。TK1运行Linux操作系统。

FPGA得到数据采集指令后，利用其并行处理能力，同时采集双目左摄像头1、双目右摄像头2、左侧激光测距模块3、右侧激光测距模块4的数据与并组成帧发送到TK1上。TK1内的处理程序首先确实能够激光点在图像中的位置，从而快速实现特征匹配，之后利用相关算法修正双目模块得出的深度信息。一种典型带动方式是采用两个激光点得到的得到误差补偿函数，进而修正各个点的深度误差。在深度信息确定后，利用激光测距模块安装夹角固定的特征，可以计算出点与点精确距离，与双目模块得出的数据比较，可以修正系统中点与点之间的误差。