带刚性结构的深度测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了一种带刚性结构的深度测量装置，包括：电路板，所述电路板上包括用于进行深度测量的电路结构；连接至所述电路结构的至少两个深度测量组件，所述至少两个深度测量组件朝向所述电路板的同一侧伸出；以及至少位于在所述电路板的所述侧上的刚性结构，所述刚性结构用于以相对固定的空间关系布置所述至少两个深度测量组件。由于所述刚性结构不会随着电路板的老化而发生形变，因此能够确保深度测量组件相对位置的不变性，由此保证深度测量装置的测量精度和使用寿命。该刚性结构可以是紧贴电路板的夹板状或是壳状金属结构，由此在起到位置固定作用的同时实现针对电路板的防尘和电磁屏蔽功能。

【技术实现步骤摘要】
带刚性结构的深度测量装置
本技术涉及深度测量装置，尤其涉及一种带刚性位置固定结构的深度测量装置。
技术介绍
传统的图像拍摄方法只能获得物体的二维信息，无法得到物体的空间深度信息(亦称景深信息)，但实际上物体表面的空间深度信息，尤其是深度信息的实时获取在各种工业、生活及娱乐应用中都起着至关重要的作用。深度测量装置是一种采集目标物体深度信息的采集设备，这类测量装置广泛应用于三维扫描、三维建模等领域。单个成像镜头往往难以实现深度测量，根据不同的测量原理，深度测量装置通常还需要另一个成像装置(双目视觉)或是主动光源(结构光测距)来实现深度测量。双目视觉识别直接模拟人类双眼处理景物的方式，根据三角测量法原理，通过不同位置的两台摄像机或一台CCD摄像机经过移动或旋转拍摄同一景物。通过计算目标在两幅图像中的视差，获得目标的三维空间坐标。利用结构光和成像装置则是进行测距的另一种有效方法。该方法利用光源主动将结构光(例如，线形光)照射到障碍物30上，并且利用诸如相机的成像装置获得反射光的图像。然后，可以根据三角法测量法计算光发射位置与障碍物之间的距离。无论使用上述哪一种方法，确保两模块(成像模块和光源模块，或是两成像模块)之间相对固定的空间位置都是实现精确深度测量所必须的。现有技术中通常将两模块同时布置在一块印刷电路板(PCB)上。由于工作中的发热等问题，PCB很容易老化变形，使得深度测量所涉及的两模块之间的相对位置发生变化，从而导致深度测量装置的精度下降。
技术实现思路
为了解决上述至少一个问题，本实用信息提出了一种新的深度测量装置结构，该深度测量装置带有以相对固定的空间关系布置两个深度测量组件的刚性结构，由此确保相关组件间的相对位置不随电路板的老化而改变，进而保证深度测量装置的测量精度。根据本技术的一个方面，提出了一种带刚性结构的深度测量装置，包括：电路板，所述电路板上包括用于进行深度测量的电路结构；连接至所述电路结构的至少两个深度测量组件，所述至少两个深度测量组件朝向所述电路板的同一侧伸出；以及至少位于在所述电路板的所述侧上的刚性结构，所述刚性结构用于以相对固定的空间关系布置所述至少两个深度测量组件。由于所述刚性结构不会随着电路板的老化而发生形变，因此能够确保深度测量组件相对位置的不变性，由此保证深度测量装置的测量精度和使用寿命。优选地，刚性结构可以是紧贴电路板的板状、夹板状或是壳状结构，由此在起到位置固定作用的同时实现对电路板表面的防尘。优选地，刚性结构可以是金属结构，其通过诸如电路板上的阻焊剂或是绝缘粘合剂与电路板上的电路绝缘。合理设计的壳状结构能够有效地屏蔽外界的电磁干扰。优选地，刚性结构可由压铸铝制成。压铸铝易成型、成本低、重量轻、硬度高，是用于位置固定的合理材料。本技术中的深度测量组件可以是通过反射结构光实现测距的光源和成像镜头，也可以是利用双目视觉实现测距的双成像镜头。附图说明通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了结构光测距的示意图。图2是三角测量法中采用的基本几何原理的简化图。图3-5是在电路板上布置的深度测量装置的简化示意图，图6示出了根据本技术的一个实施例的带刚性结构的深度测量装置的示意图。图7示出了根据本技术的另一个实施例的带刚性结构的深度测量装置的示意图。图8示出了基于图7所示线图的立体图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。传统的图像拍摄方法只能获得物体的二维信息，无法得到物体的空间深度信息(亦称景深信息)，但实际上物体表面的空间深度信息，尤其是深度信息的实时获取在各种工业、生活及娱乐应用中都起着至关重要的作用。深度测量装置是一种采集目标物体深度信息的采集设备，这类测量装置广泛应用于三维扫描、三维建模等领域。单个成像镜头无法实现深度测量，根据不同的测量原理，深度测量装置通常还需要主动光源(结构光测距)或是另一个成像装置(双目视觉)来实现深度测量。利用结构光和成像装置(例如，成像镜头)进行测距的方法非常有效。该方法所需计算量较小并能用于亮度较小的场所(例如，阴暗室内)。图1示出了结构光测距的示意图。如图1所示，光源10主动将结构光(例如，线形光)照射到障碍物30上，并且利用诸如成像镜头或是单独相机的传感器20获得反射光的图像。然后，可以根据三角法测量法从传感器20的成像图像高度来计算光发射位置与障碍物30之间的距离。图2是三角测量法中采用的基本几何原理的简化图。如图所示，由光源10发射出的光照射到目标物体(例如，图1中的墙面30)上，所述光在目标物体处反射并进入相机传感器的成像平面。光源10发出的光可以是光点，也可以是诸如线形光的结构光。在对结构光进行成像的情况下，可以将该结构光看作是多个光点的集合，并且对于一定范围以内的结构光，仍然可由三角测量法进行距离计算。由此，根据相似三角形，可以认为测距装置到物体的距离q被定义为：其中f是相机的焦距，s是光源到相机的基线距离，并且x是成像平面上的视差，即平行于源束的光线与从物体反射的光线之间的距离。因此，可以根据从物体反射到图像中的光点的位置来确定测距装置到物体的距离。相比之下，双目视觉识别则是直接模拟人类双眼处理景物的方式，根据三角测量法原理，通过不同位置的两台成像装置拍摄同一景物。通过计算目标在两幅图像中的视差，获得该目标的三维空间坐标。双目视觉识别还可以与上述结构光成像方案相结合，例如结构光光源加双镜头成像的深度测量装置，以实现在更复杂环境中的应用。无论使用上述哪一种方法，确保模块(成像模块和光源模块，或是两成像模块，或是三测量模块)之间相对固定的空间位置都是实现精确深度测量所必须的。现有技术中通常将两模块同时布置在一块印刷电路板(PCB)上。图3-5是在电路板上布置的深度测量装置的简化示意图，其中图3示出了结构光测距装置的简化示意图，图4示出了双目测距装置的简化示意图，图5示出了结构光测距合并双目测距的深度测量装置的示意图。为了避免对本技术主旨的混淆，并未在图中绘出位于电路板上的控制器其其他电路。如图3-5所示，光源组件10(优选为激光器)和/或成像组件20(20’)被布置在电路板50上并从电路板50的一侧突出。在现有技术中，会对上述电路板进行封装，例如，将电路板装入通常为塑料材质的外壳内。上述外壳的一侧留有两到三个开口，电路板上突出的模组能够从开口中伸出，以实现其投射结构光和/或对反射光进行成像的功能。由于工作中的发热等问题，PCB很容易老化变形。对于包括光源的深度测量装置(例如，图3和图5所示)，由于通常是激光源的光源会在投射激光时发出大量的热量，因此PCB变形更是一个十分严重的问题。如上所述，由于双目测距和结构光测距都是以三角测量法为基础，因此各模块(例如，成像模块和光源模块，或是两成像模块，或是三测量模块)之间的空间位置必须是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带刚性结构的深度测量装置，包括：电路板，所述电路板上包括用于进行深度测量的电路结构；连接至所述电路结构的至少两个深度测量组件，所述至少两个深度测量组件朝向所述电路板的同一侧伸出；以及至少位于在所述电路板的所述侧上的刚性结构，所述刚性结构用于以相对固定的空间关系布置所述至少两个深度测量组件。

【技术特征摘要】
1.一种带刚性结构的深度测量装置，包括：电路板，所述电路板上包括用于进行深度测量的电路结构；连接至所述电路结构的至少两个深度测量组件，所述至少两个深度测量组件朝向所述电路板的同一侧伸出；以及至少位于在所述电路板的所述侧上的刚性结构，所述刚性结构用于以相对固定的空间关系布置所述至少两个深度测量组件。2.如权利要求1所述的装置，其中，所述刚性结构是包覆所述电路板的所述侧的板状结构，并且具有至少两个开口用于所述至少两个深度测量组件分别从中伸出。3.如权利要求1所述的装置，其中，所述刚性结构是包覆所述电路板的所述侧和相对侧的壳状结构或夹层结构，并且具有至少两个开口用于所述至少两个深度测量组件分别从中伸出。4.如权利要求1所述的装置，其中，所述刚性结构是包括多个子结构的拼接结构，所述子结构通过粘接、卡接和/或螺纹连接拼接在一起。5.如权利要求1所述的装置，其中，所述电路板表面涂覆有绝缘阻焊剂。6.如权利要求1所述的装置，其中，所述刚性结构的至少一部分固定在在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏捷，梁雨时，
申请(专利权)人：上海图漾信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31