一种基于工业数字相机矩阵的图像获取装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种基于工业数字相机矩阵的图像获取装置，包括相互平行设置的第一基板和第二基板；所述第一基板上设置有镜头矩阵，所述镜头矩阵中的各个镜头的轴线分别垂直于所述第一基板所在平面；所述第二基板朝向所述第一基板的表面上设置有感光元件矩阵，所述感光元件矩阵中的各个感光元件与各个所述镜头一一对应设置。通过本实用新型专利技术中的基于工业数字相机矩阵的图像获取装置能够保证后期处理的三维立体图像精确度和准确度，提高测量范围和相机的集成度，方便加工制作，使该装置成为一套集成化、小型化的三维图像前端采集装置。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学电子产品
，具体而言，涉及一种基于工业数字相机矩阵的图像获取装置。
技术介绍
为了采用图像拍摄的方式获得被拍摄物体的三维立体图像，相关技术提供了如下方法：将四个型号、镜头完全相同的数码相机以2×2矩阵的形式设置在拍摄场景中，该四个数码相机对拍摄场景中被拍摄物体拍摄得到的多张图片，对获取的多张图片进行图像处理与运算，得到被拍摄物体的三维立体图像。在三维运算时，由于相机采用了平面矩阵方式，极大简化了三维运算量，提高了三维运算的准确性。但该方法需要将平行方向的相机的水平行对齐，将垂直方向的相机的垂直列对齐，也就是说要求相机组成几何尺寸精确的矩形结构，同时，还要求相机的感光元件保持在同一个水平面上。矩阵相机结构的几何精度越高，其对应的测量精度和准确性也越高。目前，可以将四个现有数码相机安装在一套固定的机械结构上，依靠对相机的精确定位，满足以上对相机矩阵结构的位置精度的要求，但该方法存在以下问题：1、上述相关技术中采用由四个数码相机形成的相机矩阵对被拍摄物体进行拍摄，由于数码相机本身具有外壳，且外壳具有一定的尺寸，四个数码相机的镜头均位于数码相机的中间位置，极限情况下，两个相邻的数码相机的镜头之间的距离最小为一个数码相机的外壳宽度。由于相关技术中在对被拍摄物体进行拍摄时，两个相邻的数码相机的镜头之间的距离最小为一个数码相机的外壳宽度，无法再进一步缩小，使机构尺寸变大，同时相关技术中的图像拍摄方式无法拍摄得到更加近距离的图像，导致最终得到的三维立体图像拍摄范围有限，无法得到近距离物体的三维立体图像。2、由于采用既有相机加机械安装结构的方式，机械安装结构本身存在误差，同时，由于加工制造的不一致性，相机的光轴、感光面与外壳之间存在几何尺寸的不一致性，这样，导致最后感光元件不能保证在同一水平面上，感光元件的光轴也不能保证相互平行，同时也不能保证组成一个标准的矩形结构。以上误差虽然可以通过事后标定做一些弥补，但误差的存在极大影响了三维计算的精度和准确性。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种基于工业数字相机矩阵的图像获取装置，其中，采用将矩阵结构的感光元件在一块板上加工、焊接或制作的方式，以及将矩阵结构的镜头安装在一块一次加工成型的固定板上，保证感光元件相互位置的几何精度，以及镜头光轴的平行以及矩阵结构的几何精度，也可以缩小相邻的镜头之间的距离，通过以上措施，保证三维立体图像精确度和准确度更高，测量范围更大，相机的集成度更高，方便加工制作，使该装置成为真正意义上的集成化小型化的三维图像采集装置。第一方面，本技术实施例提供了一种基于工业数字相机矩阵的图像获取装置，包括相互平行设置的第一基板和第二基板；所述第一基板上设置有镜头矩阵，所述镜头矩阵中的各个镜头的轴线分别垂直于所述第一基板所在平面；所述第二基板朝向所述第一基板的表面上设置有感光元件矩阵，所述感光元件矩阵中的各个感光元件与各个所述镜头一一对应设置。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面第一种可能的实施方式，其中，所述镜头矩阵中的各个所述镜头以m×n形式设置，其中m大于等于2，n大于等于2。结合第一方面第一种可能的实施方式，本技术实施例提供了第一方面第二种可能的实施方式，其中，所述镜头矩阵中水平方向上的各个所述镜头等间距设置，相邻的两个所述镜头之间的间距大于等于10毫米；所述镜头矩阵中竖直方向上的各个所述镜头等间距设置，相邻的两个所述镜头之间的间距大于等于10毫米。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面第三种可能的实施方式，其中，所述感光元件矩阵中的各个所述感光元件与所述第二基板一体成形；或者，所述感光元件矩阵中的各个所述感光元件焊接安装在所述第二基板上。结合第一方面第三种可能的实施方式，本技术实施例提供了第一方面第四种可能的实施方式，其中，所述感光元件矩阵中的各个所述感光元件加工或焊接时，要求水平方向对应像素行对齐，垂直方向对应像素列对齐。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面第五种可能的实施方式，其中，还包括控制电路板，所述控制电路板包括依次连接的模数转换器、数字信号处理器、控制模块和通信模块；所述模数转换器，用于接收所述感光元件发送的模拟图像，将所述模拟图像转化为数字图像；所述数字信号处理器，用于相机矩阵的系统控制，完成图像采集的各种控制功能，包括图像采集、图像传输、图像增益和快门控制、通信协议交互管理、定时中断、任务切换、存储管理、相机参数设置、采集模式和采集格式定义；所述控制模块，用于接收和发出拍摄触发信号以及在所述镜头为自动镜头时调节所述镜头的拍摄参数；所述通信模块，用于在所述数字信号处理器的控制下将采集到的多幅所述数字图像按通讯协议输出到上位终端。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面第六种可能的实施方式，其中，所述第一基板上开设有安装通孔，所述镜头矩阵中的所述镜头通过所述安装通孔安装在所述第一基板上。结合第一方面第五种可能的实施方式，本技术实施例提供了第一方面第七种可能的实施方式，其中，还包括固定后壳，所述固定后壳与所述第一基板固定连接，所述控制电路板位于所述固定后壳内部，通过固定柱与所述第二基板固定连接。结合第一方面第七种可能的实施方式，本技术实施例提供了第一方面第八种可能的实施方式，其中，所述固定后壳上设置有电源输入口和数据通信接口；所述电源输入口用于，连接电源线，通过所述电源线为所述感光元件和所述控制电路板供电；所述数据通信接口用于，连接数据线，所述控制模块和所述数字信号处理器通过所述数据线接收拍摄参数设置命令和所述拍摄触发信号，所述通信模块通过所述数据线将多幅所述数字图像输出。结合第一方面上述的实施方式，本技术实施例提供了第一方面第九种可能的实施方式，其中，所述装置还包括镜头保护罩，所述镜头保护罩用于保护所述镜头矩阵中的各个镜头。本技术实施例中，将多个镜头组成的镜头矩阵集成在同一块基板上，并且将多个感光元件组成的感光元件矩阵集成在同一块基板上，保持各个感光元件与各个镜头一一对应设置。与相关技术相比，由于本技术实施例中的基于工业数字相机矩阵的图像获取装置将多个镜头布置在同一块基板上，将多个感光元件组成的感光元件矩阵集成在同一块基板上，因此能够保证感光元件相互位置的几何精度，以及镜头光轴的平行以及矩阵结构的几何精度，也可以根据需要缩小相邻的镜头之间的距离。以上措施，保证了三维立体图像精确度和准确度更高，测量范围更大，相机的集成度更高，方便加工制作，使该装置成为真正意义上的三维图像采集装置。为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本技术实施例所提供的图像获取装置的结构示意图；图2示出了本技术实施例所提供的第一基板的结构示意图；图3示出了本技术实施例所提供的图像获取装置的装配示意图；图4示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于工业数字相机矩阵的图像获取装置，其特征在于，包括相互平行设置的第一基板和第二基板；所述第一基板上设置有镜头矩阵，所述镜头矩阵中的各个镜头的轴线分别垂直于所述第一基板所在平面；所述第二基板朝向所述第一基板的表面上设置有感光元件矩阵，所述感光元件矩阵中的各个感光元件与各个所述镜头一一对应设置。

【技术特征摘要】
1.一种基于工业数字相机矩阵的图像获取装置，其特征在于，包括相互平行设置的第一基板和第二基板；所述第一基板上设置有镜头矩阵，所述镜头矩阵中的各个镜头的轴线分别垂直于所述第一基板所在平面；所述第二基板朝向所述第一基板的表面上设置有感光元件矩阵，所述感光元件矩阵中的各个感光元件与各个所述镜头一一对应设置。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述镜头矩阵中的各个所述镜头以m×n形式设置，其中m大于等于2，n大于等于2。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述镜头矩阵中水平方向上的各个所述镜头等间距设置，相邻的两个所述镜头之间的间距大于等于10毫米；所述镜头矩阵中竖直方向上的各个所述镜头等间距设置，相邻的两个所述镜头之间的间距大于等于10毫米。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述感光元件矩阵中的各个所述感光元件与所述第二基板一体成形；或者，所述感光元件矩阵中的各个所述感光元件焊接安装在所述第二基板上。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述感光元件矩阵中的各个所述感光元件加工或焊接时，要求水平方向对应像素行对齐，垂直方向对应像素列对齐。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括控制电路板，所述控制电路板包括依次连接的模数转换器、数字信号处理器、控制模块和通信模块；所述模数转换器，用于接收所述感光元件发送的模拟图像，将所述模拟图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚婷，刘忠辉，刘玉锋，
申请(专利权)人：北京视觉智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11