CN104883560B - 双目立体视觉装置及其调节方法、装置和显示装置 - Google Patents

双目立体视觉装置及其调节方法、装置和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开了一种双目立体视觉装置及其调节方法、装置和显示装置，用以提高双目立体视觉装置的识别范围和识别精度。其中双目立体视觉装置，包括：间隔设置的两个采集单元，用于获取被测物体到采集单元的深度距离；调节机构，用于调节两个采集单元之间的距离；传感器，用于获取两个采集单元之间未经调节机构调整前的初始距离；处理单元，用于根据获取的被测物体到采集单元的深度距离得到两个采集单元之间的标准距离，并根据标准距离与初始距离的差值输出控制信号，调节机构根据处理单元输出的控制信号调节两个采集单元之间的距离等于标准距离。

Description

双目立体视觉装置及其调节方法、装置和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种双目立体视觉装置及其调节方法和显示装置。
背景技术
双目立体视觉技术，可以应用与对物体深度的测量和识别，类似于人眼对深度识别的原理，现有技术中的双目立体视觉装置主要包括：间隔设置的两个镜头，与所述两个镜头信号连接的处理单元等，通过两个镜头采集图像，通过处理单元进行处理，达到对被测物体的识别，其中识别内容主要包括轮廓，颜色，以及深度等信息。
但由于镜头的视场角，CMOS的分辨率以及图像处理芯片的硬件局限性，只能对一定范围内的被测物体进识别，物体距离镜头过近或过远都会影响识别的精度。
发明人发现：两个镜头之间的距离对识别距离有最主要的影响，而现有技术中双目立体视觉装置中的两个镜头距离是固定的，所以现有技术中的双目立体视觉装置的识别的距离也具有局限性。
发明内容
本发明实施例提供一种双目立体视觉装置及其调节方法和装置，用以提高双目立体视觉装置的识别范围和识别精度。
另外，本发明实施例还提供了一种显示装置，具有较好的显示效果。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种双目立体视觉装置，包括：
间隔设置的两个采集单元，用于获取被测物体到采集单元的深度距离；
调节机构，用于调节所述两个采集单元之间的距离；
传感器，用于获取所述两个采集单元之间未经所述调节机构调整前的初始距离；
处理单元，用于根据获取的被测物体到采集单元的深度距离得到所述两个采集单元之间的标准距离，并根据所述标准距离与所述初始距离的差值输出控制信号，所述调节机构根据所述处理单元输出的控制信号调节所述两个采集单元之间的距离等于所述标准距离。
本发明提供的双目立体视觉装置，可以根据被测物体到采集单元的深度距离，自动调整两个采集单元之间的距离，使得双目立体视觉装置一直处理较佳的识别视角范围，可以识别不同深度距离的被测物体，所以本发明提供的双目立体视觉装置，具有较宽的识别范围和较好的识别精度。
在一些可选的实施方式中，所述处理单元包括：
计算模块，所述计算模块具体用于：根据公式：Dbest＝(L*F)/RZ，得到所述标准距离，还用于根据所述标准距离与所述初始距离的差值得到控制信号，其中，Dbest为获取的被测物体到采集单元的深度距离；L为两个采集单元之间的标准距离；F为采集单元的焦距，RZ为深度分辨率；
与所述计算模块信号连接的控制模块，所述控制模块具体用于根据接收到的控制信号控制所述调节机构调节所述两个采集单元之间的距离。
在一些可选的实施方式中，所述两个采集单元中的第一采集单元固定，第二采集单元可相对第一采集单元运动。这样的设置，便于调整两个采集单元之间的间距。
在一些可选的实施方式中，所述调节机构包括：与所述处理单元信号连接的驱动模块以及与所述驱动模块连接的移动模块，所述移动模块用于移动所述第二采集单元。
在一些可选的实施方式中，所述移动模块包括：
螺纹丝杠；
滑动安装于所述螺纹丝杠上的安装座，所述第二采集单元安装于所述安装座。
在一些可选的实施方式中，所述移动模块包括：伸缩缸，所述伸缩缸的缸体相对所述驱动模块固定，所述伸缩缸的活塞杆的伸出端与所述第二采集单元固定连接。
在一些可选的实施方式中，上述双目立体视觉装置还包括：与所述处理模块信号连接的感应模块，用于根据感应到的指令信号控制所述处理模块工作。
本发明还提供了一种显示装置，包括：上述任一项所述的双目立体视觉装置。
本发明还提供了一种双目立体视觉装置的调节方法，包括：
获取被测物体到采集单元的深度距离；
获取两个采集单元之间未经所述调节机构调整前的初始距离；
根据获取的被测物体到采集单元的深度距离得到所述两个采集单元之间的标准距离，并根据所述标准距离与所述初始距离的差值输出控制信号；
根据所述控制信号控制所述调节机构调节所述两个采集单元之间的距离等于所述标准距离。
在一些可选的实施方式中，所述根据获取的被测物体到采集单元的深度距离得到所述两个采集单元之间的标准距离具体包括：
根据公式：Dbest＝(L*F)/RZ，得到所述标准距离，其中，Dbest为获取的被测物体到采集单元的深度距离；L为两个采集单元之间的标准距离；F为采集单元的焦距；RZ为深度分辨率。
本发明还提供了一种双目立体视觉装置的调节装置，包括：
第一接收模块，用于接收被测物体到采集单元的深度距离；
第二接收模块，用于接收两个采集单元之间未经所述调节机构调整前的初始距离；
计算模块，用于根据接收到的被测物体到采集单元的深度距离得到所述两个采集单元之间的标准距离，并根据所述标准距离与所述初始距离的差值输出控制信号；
控制模块，用于根据所述计算模块输出的控制信号控制所述调节机构调节所述两个采集单元之间的距离等于所述标准距离。
附图说明
图1为本发明提供的双目立体视觉装置的第一种结构示意图；
图2为本发明提供的双目立体视觉装置的第二种结构示意图；
图3为本发明提供的双目立体视觉装置的调节方法流程图；
图4为本发明提供的双目立体视觉装置的调节装置的结构示意图。
附图标记：
1-采集单元 2-传感器
3-调节机构 31-驱动模块
32-螺纹丝杠 33-安装座
4-处理单元 41-计算模块
42-控制模块 43-第一接收模块
44-第二接收模块
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明专利保护的范围。
如图1所示，图1为本发明提供的双目立体视觉装置的第一种结构示意图；本发明提供了一种双目立体视觉装置，包括：
间隔设置的两个采集单元1，用于获取被测物体到采集单元1的深度距离；
调节机构3，用于调节两个采集单元1之间的距离；
传感器2，用于获取两个采集单元1之间未经调节机构3调整前的初始距离L；
处理单元4，用于根据获取的被测物体到采集单元1的深度距离得到两个采集单元1之间的标准距离，并根据标准距离与初始距离的差值输出控制信号，调节机构3根据处理单元4输出的控制信号调节两个采集单元1之间的距离等于标准距离。
本发明提供的双目立体视觉装置，可以根据被测物体到采集单元1的深度距离，自动调整两个采集单元1之间的距离，使得双目立体视觉装置一直处理较佳的识别视角范围，适用于识别不同深度距离的被测物体，所以本发明提供的双目立体视觉装置，具有较宽的识别范围和较好的识别精度。
上述深度距离指得是被测物体到两个采集单元所在的平面的距离，为被测物体到平面的垂直距离。
进一步的，如图2所示，图2为本发明提供的双目立体视觉装置的第二种结构示意图；处理单元4包括：
计算模块41，计算模块41具体用于：根据公式：Dbest＝(L*F)/RZ，得到标准距离，还用于根据标准距离与初始距离的差值得到控制信号，其中，Dbest为获取的被测物体到采集单元的深度距离；L为两个采集单元之间的标准距离；F为采集单元的焦距；RZ为深度分辨率；
与计算模块41信号连接的控制模块42，控制模块42具体用于根据接收到的控制信号控制调节机构3调节两个采集单元1之间的距离。
上述深度分辨率RZ可以通过多次试验测量获得。
在调节两个采集单元之间的距离时，可以同时移动两个采集单元，也可以只移动一个采集单元，较佳的实施方式中，两个采集单元1中的第一采集单元固定，第二采集单元可相对第一采集单元运动。这样的设置，便于调整两个采集单元1之间的间距。
一种可选的实施方式中，如图1所述，调节机构3包括：与处理单元4信号连接的驱动模块31以及与驱动模块连接的移动模块，移动模块用于移动第二采集单元。
上述移动模块的具体结构可以有多种：
可选的，移动模块包括：
螺纹丝杠32；
滑动安装于螺纹丝杠32上的安装座33，第二采集单元安装于安装座33。通过螺纹丝杠的旋转，带动安装座移动，进而实现两个采集单元2之间的距离可调。在调节时，计算模块根据标准距离与初始距离的差值计算出需要驱动模块转动的角度信号，以控制驱动模块工作。
可选的，移动模块包括：伸缩缸，伸缩缸的缸体相对驱动模块固定，伸缩缸的活塞杆的伸出端与第二采集单元固定连接。上述伸缩缸可以为气动伸缩缸也可以为液压缸。
一种优选的实施方式中，上述双目立体视觉装置还包括：与处理模块4信号连接的感应模块，用于根据感应到的指令信号控制处理模块工作。这里的指令信号可以为操作者的手势信号等，这里就不再一一赘述。
本发明还提供了一种显示装置，包括：上述任一项所述的双目立体视觉装置。由于上述双目立体视觉装置可以提高双目立体视觉装置的识别范围和识别精度，所以，本发明提供的显示装置具有较好的显示效果。
如图3所示，图3为本发明提供的双目立体视觉装置的调节方法流程图，本发明还提供了一种应用于上述任一项的双目立体视觉装置的调节方法，包括：
步骤S301：获取被测物体到采集单元的深度距离；
步骤S302：获取两个采集单元之间未经调节机构调整前的初始距离；
步骤S303：根据获取的被测物体到采集单元的深度距离得到两个采集单元之间的标准距离，并根据标准距离与初始距离的差值输出控制信号；
步骤S304：根据控制信号控制调节机构调节两个采集单元之间的距离等于标准距离。
进一步的，根据获取的被测物体到采集单元的深度距离得到两个采集单元之间的标准距离具体包括：
根据公式：Dbest＝(L*F)/RZ，得到标准距离，其中，Dbest为获取的被测物体到采集单元的深度距离；L为两个采集单元之间的标准距离；F为采集单元的焦距；RZ为深度分辨率。
基于上述调节方法，可以构造一种调节装置，如图4所示，图4为本发明提供的双目立体视觉装置的调节装置的结构示意图。本发明提供的双目立体视觉装置的调节装置，包括：
第一接收模块43，用于接收被测物体到采集单元的深度距离；
第二接收模块44，用于接收两个采集单元之间未经所述调节机构调整前的初始距离；
计算模块41，用于根据接收到的被测物体到采集单元的深度距离得到所述两个采集单元之间的标准距离，并根据所述标准距离与所述初始距离的差值输出控制信号；
控制模块42，用于根据所述计算模块输出的控制信号控制所述调节机构调节所述两个采集单元之间的距离等于所述标准距离。
可见，本发明实施例提供的双目立体视觉装置及其调节方法和装置，可以提高双目立体视觉装置的识别范围和识别精度。此外，本发明实施例还提供的显示装置，具有较好的显示效果。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种双目立体视觉装置，其特征在于，包括：
间隔设置的两个采集单元，用于获取被测物体到采集单元的深度距离；
调节机构，用于调节所述两个采集单元之间的距离；
传感器，用于获取所述两个采集单元之间的初始距离；
处理单元，用于根据获取的被测物体到采集单元的深度距离得到所述两个采集单元之间的标准距离，并根据所述标准距离与所述初始距离的差值输出控制信号，所述调节机构根据所述处理单元输出的控制信号调节所述两个采集单元之间的距离等于所述标准距离；
所述处理单元包括：
计算模块，所述计算模块具体用于：根据公式：Dbest＝(L*F)/RZ，得到所述标准距离，还用于根据所述标准距离与所述初始距离的差值得到控制信号，其中，Dbest为获取的被测物体到采集单元的深度距离；L为两个采集单元之间的标准距离；F为采集单元的焦距；RZ为深度分辨率；
与所述计算模块信号连接的控制模块，所述控制模块具体用于根据接收到的控制信号控制所述调节机构调节所述两个采集单元之间的距离。
2.根据权利要求1所述的双目立体视觉装置，其特征在于，所述两个采集单元中的第一采集单元固定，第二采集单元可相对第一采集单元运动。
3.根据权利要求2所述的双目立体视觉装置，其特征在于，所述调节机构包括：与所述处理单元信号连接的驱动模块以及与所述驱动模块连接的移动模块，所述移动模块用于移动所述第二采集单元。
4.根据权利要求3所述的双目立体视觉装置，其特征在于，所述移动模块包括：
螺纹丝杠；
滑动安装于所述螺纹丝杠上的安装座，所述第二采集单元安装于所述安装座。
5.根据权利要求3所述的双目立体视觉装置，其特征在于，所述移动模块包括：伸缩缸，所述伸缩缸的缸体相对所述驱动模块固定，所述伸缩缸的活塞杆的伸出端与所述第二采集单元固定连接。
6.根据权利要求1～5任一项所述的双目立体视觉装置，其特征在于，还包括：与所述处理模块信号连接的感应模块，用于根据感应到的指令信号控制所述处理模块工作。
7.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求1～6任一项所述的双目立体视觉装置。
8.一种双目立体视觉装置的调节方法，其特征在于，包括：
获取被测物体到采集单元的深度距离；
获取两个采集单元之间未经调节机构调整前的初始距离；
根据获取的被测物体到采集单元的深度距离得到所述两个采集单元之间的标准距离，并根据所述标准距离与所述初始距离的差值输出控制信号；
根据所述控制信号控制所述调节机构调节所述两个采集单元之间的距离等于所述标准距离；其中：所述根据获取的被测物体到采集单元的深度距离得到所述两个采集单元之间的标准距离具体包括：
根据公式：Dbest＝(L*F)/RZ，得到所述标准距离，其中，Dbest为获取的被测物体到采集单元的深度距离；L为两个采集单元之间的标准距离；F为采集单元的焦距；RZ为深度分辨率。
9.一种双目立体视觉装置的调节装置，其特征在于，包括：
第一接收模块，用于接收被测物体到采集单元的深度距离；
第二接收模块，用于接收两个采集单元之间未经调节机构调整前的初始距离；
计算模块，用于根据接收到的被测物体到采集单元的深度距离得到所述两个采集单元之间的标准距离，并根据所述标准距离与所述初始距离的差值输出控制信号；
控制模块，用于根据所述计算模块输出的控制信号控制所述调节机构调节所述两个采集单元之间的距离等于所述标准距离；其中：所述计算模块具体用于根据公式：Dbest＝(L*F)/RZ，得到所述标准距离，其中，Dbest为获取的被测物体到采集单元的深度距离；L为两个采集单元之间的标准距离；F为采集单元的焦距；RZ为深度分辨率。
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