一种用于测距的拍摄装置及测距方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于测距的拍摄装置，包括照明模块、镜头组、传感器模块和图像处理单元。本发明专利技术还公开了一种测距方法，该方法包括如下步骤：步骤一、不同颜色的单色光从不同角度向目标物体照射同种颜色的光以扩散的方式射出；步骤二、对目标物体进行拍摄，传感器将光信号图像转换为电信号图像；步骤三、图像处理单元接收所述电信号图像，并对比电信号图像的光谱特性和预先记录的光谱特点，分析出目标物体所处的空间位置。本发明专利技术通过各单色光照射到目标物体表面，通过拍摄一副图像，由图像中目标物体本身各个点所对应的像素亮点来计算出相对位置。以解决传统的测距方法每次测量只能测一个点的位置这种限制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学测距领域，特别涉及一种用于测量距离的拍摄装置，本专利技术还提供了一种测距方法。
技术介绍
技术研发、工业应用和日常应用中，精确测量目标物体的距离的需求越来越多。现有光学测量技术中常用这两种方法实现测距。一种是激光测距仪，激光测距原理是由激光器发射激光照射物体，通过接受物体表面漫反射的激光信号，计算激光的传播·时间来确定目标的距离。这种方法是采用通过计算介质的折返时间来换算出的距离，由于目标物体的形状不规则性，对介质的吸收反射的不同，故通过对时间的技术来得到目标物的距离存在很多局限性。另外一种是使用红外线或可见光结构光线的方法。当某种光构造的图案投射到目标物体时，人们可以根据光线形成图案的变形情况来测距。例如，当很多圆点投射到目标物体上时，圆点的密度可以用来决定距离。圆点越密集，物体的距离就越近。例如，激光测距仪只能测量点对点的单个目标点的距离。结构光线不能或是很难测量很暗的或无反射性的目标物体。并且，目标物体的边缘会打乱投射到其本身的光线图案，从而导致出错。由于只有一种构造的光线可以使用，所以使用这种方法不能测量较长的距离，它的工作范围受到了限制。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种用于测距的拍摄装置，通过布置特殊的光场，分析目标物体在该光场下的反射光谱特性，从而达到测距、定位的目的。本专利技术的另一个目的在于提供一种测距方法，通过布置特殊的光场，分析目标物体在该光场下的反射光谱特性，从而达到测距、定位的目的。本专利技术一种用于测距的拍摄装置的技术方案为，包括照明模块、镜头组、传感器模块和图像处理单元；所述照明模块至少包括2种具有不同发光颜色的发光器件，不同颜色的光从不同角度照射目标物体，同种颜色的光以扩散的方式射出；所述镜头组包括若干镜头，不同镜头从不同角度拍摄目标物体；所述传感器模块将目标物体所反射的光信号转换为电信号；所述图像处理单元预先记录有拍摄区域不同位置的光谱特点，接收目标物体的电信号图像，并对比电信号图像的光谱特性和预先记录的光谱特点，分析出目标物体的空间位置。本专利技术通过各单色光照射到目标物体表面，从而便于摄像头定焦，由多个摄像头拍摄到清晰图像，再运用相应的算法算出距离。尤其适用于形状不规则或面积比较大的目标物体。通过拍摄一副图像，由图像中目标物体本身各个点所对应的像素亮点来计算出相对位置。以解决传统的测距方法每次测量只能测一个点的位置这种限制。同种颜色的光以扩散的方式射出，从而使光照覆盖拍摄区域，并形成不同位置的照射强度随与光源距离变化而变化的趋势。本专利技术采用多镜头还具有辅助测距的功能。不同颜色的光照射利于对不同物体或同物体不同部位进行标记，再利用多个镜头从不同角度拍摄，进行测距。优选的，所述发光器件为LED。LED具有颜色单一性好、成本低、可选颜色多 、稳定性好，寿命长等优点。优选的，所述不同发光颜色的发光器件包括红色、绿色和蓝色的发光器件。R、G、B三色光是各数码领域常用的颜色处理方案，使用R、G、B的搭配，能够尽量与当前市场上的电子处理设备兼容。优选的，所述不同发光颜色的照明元件分别安装在不同的单元模块上，这些单元模块放在不同的位置对拍摄物体进行照射。将不同发光颜色的照明元件安装在不同的单元模块上，有利于组合配置。优选的，至少一个单元模块位于镜头组中间。优选的，所述传感器具有多个，所有拍摄传感器组成一个传感器平面；所述一个传感器对应多个镜头或者传感器和镜头对应。镜头和传感器既可以采用一一对应的方式设置，还可以采用所有镜头对应一个传感器，多个镜头对应一个传感器而其余镜头各自对应一个传感器，以及一个镜头对应多个传感器的设置方式等等。关于传感器和镜头的设置，对应方式，取决于后期数据处理的需求以及传感器设置的需求。其中同一传感器对应多个镜头的方式，有利于简化传感器的加工工艺。优选的，所有镜头排列成一个镜头面，镜头面是平直的表面、具有弧度的弧面或是由若干个平面以一定折角的方式拼接的组合面。从而使镜头排列更加紧凑合理。优选的，包括RGB信号采集器，传感器所拍摄得到的图像数据通过RGB信号采集器传给图像处理单元。优选的，每种发光颜色的LED具有若干，该LED以面状阵列方式布置，所述面状阵列为平面发光阵列或有利于聚光的弧面发光阵列。通过使用各种阵列的方式，使LED光照更加均匀，尽量充分满足高速运动目标的光照需求。本专利技术一种测距方法的技术方案为，包括照明模块、镜头组、传感器模块和图像处理单元；所述照明模块能发射出两种以上的单色光，所述镜头组包括至少两个镜头，所述图像处理单元记录有拍摄区域在照明模块照射下不同位置的光谱特点；该方法包括如下步骤步骤一、不同颜色的单色光从不同角度向目标物体照射，同种颜色的光以扩散的方式射出；步骤二、对目标物体进行拍摄，传感器将光信号图像转换为电信号图像；步骤三、图像处理单元接收所述电信号图像，并对比电信号图像的光谱特性和预先记录的光谱特点，分析出目标物体所处的空间位置。本专利技术通过各单色光照射到目标物体表面，从而便于摄像头定焦，由多个摄像头拍摄到清晰图像，再运用相应的算法算出距离。尤其适用于形状不规则或面积比较大的目标物体。通过拍摄一副图像，由图像中目标物体本身各个点所对应的像素亮点来计算出相对位置。以解决传统的测距方法每次测量只能测一个点的位置这种限制。同种颜色的光以扩散的方式射出，从而使光照覆盖拍摄区域，并形成不同位置的照射强度随与光源距离变化而变化的趋势。优选的，不同颜色的光照射利于对不同物体或同物体不同部位进行标记，再利用多个镜头从不同角度拍摄，进行测距。本专利技术采用多镜头具有辅助测距的功能。优选的，在所述步骤一前还有建立目标物体反射特性的步骤，该步骤为，目标物体位于已知空间位置，测量该位置的照射光亮度，以及测量目标物体在该位置处的反射光亮度，其亮度对比关系即为目标物体的反射特性。优选的，所述反射特性用于校准步骤三中图像处理单元所接收到的电信号图像。 优选的，所述建立目标物体反射特性的步骤时，目标物体自身不发光状态，拍摄环境为无光环境。在目标物体静止、环境黑暗的情况下建立目标物体的反射特性，该反射特性更加准确。优选的，包括去模糊步骤，该步骤为，多个镜头从不同角度进行拍摄，依据不同镜头所拍摄得到的同一时间点不同视角的图像数据处理模糊的图像，或者用于存储样本的3D信息。优选的，所述图像处理单元将电信号图像进行算法合成为动态视频。优选的，图像处理单元分析电信号图像中目标物体所对应各个像素点的光谱特性，并计算出各像素点所对应空间的相对位置。通过拍摄图像，由电信号图像中目标物体本身各个点所对应的像素亮点来计算出其实际空间的相对位置，以解决传统的测距方法每次测量只能测一个点的位置这种限制。优选的，所述至少有一种单色光从镜头组的中间位置照向目标物体。优选的，所述发出的单色光包括红光、绿光和蓝光。R、G、B三色光是各数码领域常用的颜色处理方案，使用R、G、B的搭配，能够尽量与当前市场上的电子处理设备兼容。优选的，包括RGB信号采集器，拍摄到的电信号图像经由RGB信号采集器传送给图像处理单元。附图说明图I为本专利技术实施例拍摄装置的框架连接示意2为本专利技术实施例拍摄装置的整体结构示意3为本专利技术实施例拍摄装置的镜头组结构示意4为本专利技术实施例拍摄装置的LED光源模块示意5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测距的拍摄装置，其特征在于：包括照明模块、镜头组、传感器模块和图像处理单元；所述照明模块至少包括2种具有不同发光颜色的发光器件，不同颜色的光从不同角度照射目标物体,同种颜色的光以扩散的方式射出；所述镜头组包括若干镜头，不同镜头从不同角度拍摄目标物体；所述传感器模块将目标物体所反射的光信号转换为电信号；所述图像处理单元预先记录有拍摄区域不同位置的光谱特点，接收目标物体的电信号图像，并对比电信号图像的光谱特性和预先记录的光谱特点，分析出目标物体的空间位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于燕斌，
申请(专利权)人：广州市盛光微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：